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摘要:我国是文明古国,古建筑不仅是我国建筑文化的符号,也是中国古文化的重要元素,更是我国古代建筑技术和建筑艺术的真实体现,但是由于大部分古建筑都是木结构,经过岁月的冲刷,很多古建筑都出现了不同程度的破损现象,为了更好的保护和保留这些建筑瑰宝,必须对其进行修缮加固,基于此,本文以分析木结构古建筑的修缮原则为切入点展开论述,然后分别探讨木结构古建筑的传统加固技术和现代化新技术在木结构古建筑修缮加固中的具体应用。
关键词:古建筑;木结构;修缮加固技术
引言
在历史的长河中,古建筑是一抹亮丽的色彩,古建筑蕴含着我国建筑文化和建筑艺术的传承,是历朝历代人民聪明才智的结晶,我国古建筑中,以木结构建筑物居多,千百年的风雨侵蚀和岁月洗礼,再加上木质自身特点和人为破坏等其他原因的影响,古建筑不可避免的会出现腐朽、虫蛀等问题,从而破坏古建筑的稳固性,要想拯救和更好的保存我国的建筑文化瑰宝,最好的办法就是对古建筑进行合理修缮加固,积极开展古建筑木结构修缮加固技术研究,能够助力古建筑修缮加固施工作业的高效开展。
1木制古建筑的修缮原则
1.1保护古建筑原有风貌
在对古建筑进行加固或者修缮的过程中,所要遵循的诸多原则中最基本原则为保存现状原则。这是为了将古建筑经过漫长岁月所保留下来的文化痕迹进行留存和研究,这种重要的历史文化记录作用是古建筑的重要价值,所以在针对古建筑的修缮过程中应当尽量还原和保留古建筑的原真性,修缮的主要目标和内容是对建筑结构和功能的维护和保养,要避免在修缮的过程中对古建筑产生保护性破坏。中国古建筑的主体结构出现了问题,就需要对其进行及时的修复。
1.2“整旧如旧”原则
我国近代的一些著名学者,在针对古建筑修缮过程中应当采用和依据的原则总结为整旧如旧,这种原则得到了大多数古建筑以及文物领域专家的认可。早在上世纪90年代我国就推出了古建筑结构维护和加固技术的相关规范和标准,这些标准中明确了依据古建筑主体结构中出现的残损点来对古建筑进行评估,同时制定了相应的残存点评价标准。其中的思路继承了整旧如旧的原则,整旧如旧中的旧是对古建筑的功能和状态进行恢复,并非通过模仿或做旧的方式来还原古建筑的外部特征,要通过保留和维护来保证古建筑能够展示出其应有的历史美感。
2传统加固技术
2.1剔补与墩接
古建筑中的木柱如果仅仅出现了浅表层的腐朽问题,并没有影响到木柱的承载能力,对于建筑物主体结构的稳定性没有产生影响,就可以通过替补加固技术来对目录进行修复。修复过程是通过将腐朽的部分进行去除然后施加防腐措施,再使用干燥的木料修复去除的腐朽部分,如果面积较大还可以通过铁箍来对修补木料进行固定。如果木柱的柱脚部分出现了较为严重的腐朽现象,但腐朽距离没有超过木柱高度距离的1/4就可以对木柱柱脚进行墩接加固技术,首先仍然是对腐朽部分进行去除然后再利用干燥的木料以及钢筋混凝土或石料来替换腐朽部分。在采用木料进行蹲街时较为常用的榫卯方式为抄手或巴掌榫结构,这种榫卯结构能够有效的将新木料和木柱进行严密的对接,然后再利用铁箍对修补部分进行固定。混凝土对接方法通常修补于墙内没有外露的柱子,固定连接方式为螺栓连接。而石料对接技术,首先要保证其尺寸不得超出木桩的直径,完成替补之后还需要用木板对其进行包裹,加装铁箍进行固定。
2.2支顶加固
在对古建筑梁架进行修缮的过程中通常需要通过支顶的方式来降低挠度,其加固原理是通过小木桩或铁钩为梁架提供支撑,使得梁架的承载能力得到有效的提升。在对梁架进行支护加固的过程中使得建筑物整体结构的传力体系发生了变化,如果在修缮其他构件时首先需要卸载支顶载荷,这会使得古建筑的结构产生不可逆的损伤,所以在采用这种方法时,要先做好古建筑结构的评估工作。
2.3构件更换
如果古建筑中的某些木质构件出现了明显的开裂,同时无法通过常规的修缮方法进行修缮时就要对其进行更换。更换的构件应当保证与原构件的各项尺寸参数一致,同时要保持统一的形制。
2.4化学灌浆
化学灌浆技术也是古建筑修缮过程中较为常见的技术,其核心内容是通过具备较低黏度的树脂作为基本材料通过某些方法的配比使其成为灌浆材料,然后将这种灌浆材料注入到木质结构的中心,能够有效的修复物质结构核心部分所出现的损伤,使得木结构的承载能力得到恢复。同时这种灌浆材料还具备一定的防虫能力使得木质结构构件的防虫防腐水平得到一定的提升。如果木质结构受到重铸或腐朽的影响形成了大面积的中空状态,那么就可以使用化学灌浆技术来进行修缮。
2.5铁件加固
针对古建筑的木柱以及梁体在进行修缮的过程中,开裂是较为常见的病害,因为这些结构体系在受到长期的外部环境影响和侵蚀的作用下产生开裂属于正常的病害,处理这些病害只需要用铁箍对这些产生病害的柱体量体进行包裹然后用铆钉进行加固。铁件加固技术在历史上一直被用来针对木结构古建筑的量体柱体开裂部分进行加固,特别是对于规模较为庞大的古建筑所使用的龙骨,通过铁钩对梁体的两端进行加固,只需要简单的将铁钩的两个尖端固定在龙骨或梁体上,使得铁沟能够帮助木质结构产生有效的约束力,避免梁柱结构出现承载力缺失我解体的风险。采用铁件加固技术能够有效的提升古建筑的主体结构承载能力,但是使用这种方法也存在一定的弊端,这种弊端主要体现在木质结构本身具备一定的干缩湿胀特性,那么铁件固定在木质结构上之后会逐渐出现腐蚀生锈现象。如果缺乏对铁质构件的维护保养,那么在一定时间之后铁固件就可能因为腐蚀生锈而失去作用,使得木质结构的稳定性再次受到威胁。
33木结构古建筑加固中的新技术应用
3.1 FRP技术
FRP加固技术是通过FRP材料在木梁底部或者木梁内部,以此来改善木梁的受弯性能。这种技术能够有效的降低木梁可能收到的脆性破坏作用,同时能够有效的降低因为木材缺陷而导致的抗弯性能的下降,实现缓解木梁受到的破坏作用,提高木梁的刚度。在应用FRP技术的过程中,主要使用AFRP材料在木梁底部进行粘贴,能够降低木梁自身的挠度变化,通过FRP材料对柞木木梁实现加固作用,能够有效的提升木梁的承载能力。通过CFRP材料进行木梁加固,对完成加固的木梁进行试验所获得的数据显示,因为该材料自身的特性能够帮助加固木梁实现弯曲强度的有效提升。
3.2纳米材料加固技术
随着科学技术的进步,纳米技术逐渐应用到了生产生活的各个领域中。在古建筑保护领域,纳米技术也逐渐发挥着更加重要的作用,特别是以碳纳米管增强的聚合树脂对古建筑开展修复过程中的应用取得了良好的效果,利用该技术能够对古建筑结构中受到虫害影响和腐蚀影响的木结构进行修复,特别是结构连接点等重要结构的修复过程。通过采用纳米树脂涂层涂抹于木材表面,或者对木材料进行浸渍,能够有效的改善木材的抗弯强度和承载能力。
3.3预应力加固技术
古建筑中的受弯构件在发挥承担外力的作用前,首先要对其施加压应力,这能够帮助构件在承担载荷的过程中能够抵消一部分拉应力,实现载荷承担能力的提高,使得木制构件抵御变形和振动能力有所改善。预应力技术本身应用于混凝土施工流程中,将该技术应用于古建筑修缮活动中成为了该领域中的新兴技术。利用这种技术对古建筑梁体加固,通过在木梁受拉区使用碳纤维布进行粘贴,发挥碳纤维布所提供的拉应力,给木梁结构提供预应力,实现了对木梁承载能力的提升,同时增加了木梁的刚度和延展性。该技术具有实施方法简单,经济性好的优点。
结束语:古建筑木结构修缮加固是关乎我国建筑文化和建筑技术传承的重要施工项目,实时开展古建筑木结构修缮加固作业时,施工企业及作业人员应严格遵从保存现状、整旧如旧的重要原则,确保做到FRP加固技术、纳米材料加固技术等现代化新技术在古建筑木结构修缮加固中的有效应用,以便让我国古建筑永远绽放风采。
参考文献
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