古建筑木結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和其常用加固方法

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1、古建筑木結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和其常用加固方法　　【摘要】為了更好地保護(hù)好古建筑，做到既不破壞建筑本身原有的歷史文化信息，又要使其結(jié)構(gòu)破損部位得到加固修復(fù)，就必須研究目前已有的一些古建筑木結(jié)構(gòu)加固修復(fù)方法，找到適合古建筑木結(jié)構(gòu)加固修復(fù)的行之有效的方法，這樣才能使古建筑長久地傳承下去。隨著科技的發(fā)展，不斷改進(jìn)完善的古建筑木結(jié)構(gòu)加固修復(fù)新方法將會(huì)在古建筑的加固修復(fù)工作中發(fā)揮積極的作用。【關(guān)鍵詞】木結(jié)構(gòu)；古建筑；特性；加固方法中圖分類號：K928文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A我國古建筑種類繁多，破壞機(jī)理不同，所采取的加固措施也不同。我們國家對古建筑的保護(hù)工作非常重視。近年來，隨著

2、旅游事業(yè)的發(fā)展和人民物質(zhì)文化生活的提高，有關(guān)部門組織力量對古建筑進(jìn)行了一些加固和維修。本文根據(jù)木結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)介紹了木結(jié)構(gòu)加固改造的方法。一、木材料的特性分析木材的優(yōu)點(diǎn)：1、質(zhì)量輕并且堅(jiān)韌木材是質(zhì)量輕耐壓能力強(qiáng)的材料，其密度金屬、水泥等小很多。鋼鐵的重量強(qiáng)度并沒有木材的大。2、比較容易加工10木材相比于其他材料更易于加工，人們不必使用大型的加工設(shè)備就可以完成對木材的加工。3、自然美木材是大自然的產(chǎn)物，因而其具有一種鋼筋、水泥無法媲美的自然美。木材的缺點(diǎn):1、膨脹伸縮的較嚴(yán)重木材受到周圍環(huán)境的濕度和溫度的影響較大。木材受到影響后會(huì)使其彎曲變形，從

3、而影響古建筑的整體結(jié)構(gòu)。2、容易被腐蝕木材主要是由有機(jī)高分子化合物組成，其受到昆蟲和真菌的腐蝕較嚴(yán)重。腐蝕是古建筑的破壞主要原因。3、極容易燃燒木材相比于其他材料燃點(diǎn)非常的低,一般在100～200攝氏度就開始分解燃燒。10在古代并沒有像現(xiàn)代的鋼筋，水泥等材料。因而，木材成為了當(dāng)時(shí)的主要的建筑材料。木材的材料性質(zhì)不同于其他的材料，所以木材承受力的特性與其他材料承受力的特性有著本質(zhì)的區(qū)別。木材是由天然的有機(jī)高分子組成，主要成分中碳約占40%，氫約占6%，氧約占42.5%，其余的是0.5%以下的氮和1%以下的礦物質(zhì)成分。這種比例的有機(jī)高分子組合使其同

4、時(shí)具有彈性和黏性兩種截然不同的機(jī)理的變形。如果木材長時(shí)間停留在受力的情況下木材將會(huì)慢慢的變形，若所承受的力變小時(shí)，經(jīng)過一段時(shí)間后，木材的變形就不再增加了。當(dāng)木材所承受的力超過某個(gè)極限時(shí)，木材料的變形量將會(huì)和時(shí)間成正比，這種現(xiàn)象知道木材被壓斷是才結(jié)束。所以，我們需從木材料的彈性和黏性同時(shí)考慮來討論木材料的變形情況。為了弄明白木材料的材料特性和古建筑木結(jié)構(gòu)變形的關(guān)系，我國著名的結(jié)構(gòu)科學(xué)家陳國瑩曾經(jīng)分別在1977年和1982年利用了我國古建筑維修時(shí)換下來的舊木材結(jié)構(gòu)進(jìn)行了木結(jié)構(gòu)的受力分析試驗(yàn)。試驗(yàn)中主要試驗(yàn)了橫紋和順紋的沖擊、拉彎、硬度和抗壓強(qiáng)度。從

5、而得出了我國古建筑木結(jié)構(gòu)中的木材料不論年代其材料的變形情況基本上是相同的結(jié)論。造成我國古建筑木結(jié)構(gòu)構(gòu)件發(fā)生斷裂，彎曲變形等破壞的只要原因是橫紋抗壓強(qiáng)度衰減和抗拉強(qiáng)度的百分比增大。在制訂《古建筑木結(jié)構(gòu)維護(hù)與加固技術(shù)規(guī)范GB5016592，1992》時(shí)編制人員我國大部分地區(qū)的古建筑舊木構(gòu)件進(jìn)行了實(shí)際的考察。對柏木（河北易縣昌陵大牌樓，約200年）、落葉松（山西應(yīng)縣佛宮寺，約920年）和云杉（河北曲陽縣北獄廟大殿，900余年）對這三種木材料進(jìn)行了新木材和舊木材的多項(xiàng)材料性能指標(biāo)的對比試驗(yàn)。試驗(yàn)結(jié)果顯示，在柏木的力學(xué)指標(biāo)中順紋抗壓強(qiáng)度和彈性模量降低約1

6、5%10，抗彎曲強(qiáng)度降低約30%。落葉松的順紋抗壓強(qiáng)度和彈性模量降低約20%，抗彎曲強(qiáng)度降低約13%。云杉木材的彈性模量降低約30%，順紋抗壓強(qiáng)度降低約為20%，抗彎曲強(qiáng)度降低了約為40%。從以上的調(diào)查試驗(yàn)可以得出結(jié)論，由于木材材料不同，各木材的木材性能指標(biāo)也大不相同。目前我國還沒有充分的研究出各木材材料使用后的力學(xué)性能的變化規(guī)律。所以，我國今后的古建筑研究的重要內(nèi)容是對各木材材料性能變化的研究。二、古建筑木結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)特性中國的古建筑是以木構(gòu)架為主，構(gòu)成了富有彈性的框架。木構(gòu)架結(jié)構(gòu)有很多優(yōu)點(diǎn)，首先，木結(jié)構(gòu)恰到好處的分開了維護(hù)結(jié)構(gòu)與承重結(jié)構(gòu)，承重

7、與圍護(hù)結(jié)構(gòu)分工明確，屋頂?shù)闹亓客耆赡緲?gòu)架結(jié)構(gòu)來承擔(dān)，外墻起遮擋陽光、隔熱防寒的作用，內(nèi)墻起分割室內(nèi)空間的作用。由于墻壁不承受屋頂?shù)闹亓浚@種結(jié)構(gòu)賦予了建筑物以極大的靈活性。其次，有利于防震、抗震，木構(gòu)架結(jié)構(gòu)很類似今天的框架結(jié)構(gòu)，由于木材具有的特性，而構(gòu)架的結(jié)構(gòu)所用斗拱和卯又都有若干伸縮余地，因此在一定限度內(nèi)可減少由地震對這種構(gòu)架所引起的危害。10中國的古建筑從結(jié)構(gòu)的角度看來，與我們現(xiàn)代的“框架”結(jié)構(gòu)基本相似，兩者最大的不同就在于其節(jié)點(diǎn)的構(gòu)造不同。其中斗拱當(dāng)屬于最復(fù)雜的節(jié)點(diǎn)。斗拱在我國擁有兩千多年的歷史，其主要由一系列木構(gòu)件縱橫穿插、層層相接而

8、成的。在較大或大型的建筑物中柱子和屋架之間的承接過渡部分主要應(yīng)用的就是斗拱。斗拱主要承受屋面和上梁梁架的負(fù)荷，并將負(fù)荷傳遞到柱子上去。在室內(nèi)使用斗拱時(shí)