古建築木結構的加固維修方法述評
日期:2016/12/15 2:00:39   編輯:古建築結構 一、古建築是歷史的沉澱
中國的古代建築以其獨特的結構與形式而著稱於世, 它的特征主要體現在木結構古建築中, 並以木結構建築為主而發展的。如戰國至東漢時期的高台建築, 現存有陝西西安市漢代辟雍及秦都鹹陽l 號宮殿遺址; 三國至隋唐的佛教建築,現存有五台山南禅寺大殿和佛光寺東大殿等; 北宋至元末時期的“ 唐風” 建築以及更為完善的木結構建築, 如摩尼殿和應縣木塔等; 明清是我國木結構建築發展成熟的最後階段, 遺留的古建築舉不勝舉, 如北京的故宮、天壇等。各個時期的古建築, 不僅反映了當時當地的建築藝術水平, 而且從一個側面反映了各個時代的政治、經濟、文化、科學技術的發展水平。古建築是歷史的縮影, 對於我們研究社會發展的各個歷史時期來說具有不言而喻的意義和價值。
在剛剛結束的在蘇州召開的第28 屆世界遺產委員會會議上, 我國將絲綢之路列為首個跨國聯合申遺項目, 作者所在的城市—泉州, 作為海上絲綢之路的起點, 將對申遺工作的成敗產生直接的影響。同時, 泉州作為一個擁有大量歷史文化遺址的文化古城, 僅國家級文物保護單位就有16 處, 省級文物保護單位有41 處, 而市級文物保護單位就高達2(X) 多處。面對如此之多的古建築, 而我國的維護技術工人和技術力量卻相對薄弱, 文獻【l] 指出: “ 目前我國較全面掌握木結構並且長期或斷斷續續地從事木結構科技工作的僅有7 人,其中3 人印多歲, 3 人70 多歲” 。如何采取更有效的方法保護維修古建築? 如何才能保護好泉州這座歷史文化古城? 以及如何在維護加固古建築時使用現代科學技術產品等等? 都是我們文物保護工作者必須面對的現實問題。本文通過對傳統加固法的闡述, 指出其存在的不足之處; 介紹FR P 在土木工程領域的應用情況, 最後指出了FR P 在古建築木結構中的應用前景。二、古建築木結構保護維修的原則
現今我國的文物保護主要依據三部法規而實行。一是保護文物建築及歷史地段的國際閒章中規定的古建築保護修復原則, 主要有1964 年5 月在意大利威尼斯召開的第二屆歷史古跡建築師及技師國際會議通過的《威尼斯憲章》。閒章規定: “ 保護歷史文物建築, “ 務必要是它傳之永久, ⋯ ⋯ ” 。為社會公益而使用文物建築時, “ 決不可以變動它的平面布局或裝飾, ·一” 。二是19 82 年國家頒布的(中華人民共和國
文物保護法)。三是19 3 年5 月1 日起實施的國家標准(古建築木結構維護與加固技術規范》。規范規定: “ 必須嚴格遵守恢復原狀和保存現狀的原則, ⋯ ⋯ ” 。總之, 古建築保護維修的原則簡單地講就是保存現狀和修舊如舊。
三、古建築木結構的傳統加固與維護方法
1.嵌補柱子可能由於原制時, 選料的干濕程度不同, 年久後由於木料本身的收縮而產生裂縫, 當其深度不超過柱徑(或該方向界面尺寸)l乃時, 可按下列嵌補方法進行修整: 當裂縫寬度不大於3 m m 時, 可在柱的油飾或斷白過程中, 用膩子勾抹嚴實; 當裂縫寬度在3 一30 m m 時, 可用木條嵌補, 並用耐水性膠枯劑粘牢; 當裂縫寬度大於30 ~ 時, 除用木條以耐水性膠粘劑補嚴粘牢外, 還需在柱的開裂段內加設鐵箍2 一3 道。
當梁的水平裂縫深度(當有對面裂縫時, 用兩者之和)小於梁寬或梁直徑的1/4 時, 可采用此法, 即先用木條和耐水性膠粘劑, 將縫隙嵌補枯貼嚴實, 再用兩道以上鐵箍箍緊。當構件裂縫深度超過以上要求時, 應進行承載能力驗算, 尚能滿足受力要求時, 仍可采用此法。若驗算表明, 其承載能力不能滿足使用要求時, 則須更換構件。
2. 剔補
當柱心或梁仿中心完好, 僅有表層腐朽, 同時經過驗算剩余截面尚能滿足受力要求時, 可將腐朽部分剔除干淨後, 經防腐處理後用干燥木材依原樣和尺寸修補整齊, 並用耐水性膠粘劑粘接。如果是一周圍都需剔補, 則還需加設鐵箍2 一3道。
3.下撐式拉桿加固梁梁杭構件的撓度超過規定的限值、承載能力不夠以及發現有斷裂跡象時, 可采用此法, 經加下撐拉桿組成新的受力構件。一種較簡單的做法如圖1 所示。在加固前, 要特別注意檢查木梁兩端的材質是否腐朽、蟲蛀, 只有在材質完好的條件下才能保證拉桿固定牢靠。
4. 采用夾接、托接方法加固梁
木梁在支承點(人牆端)易產生腐朽、蟲蛀等損壞。如果梁上下側損壞深度大於梁高的1/ 3 , 可經計算後采取夾接; 如果損壞深度大於3乃以上, 則必須接換梁頭。如圖2 所示采用夾接時, 木夾板的截面和材質不應次於原有木梁截面和材質的標准, 並應選用紋理平直、沒有木結和髓心的氣干材制作。當用於木夾板加固構造處理或施工較困難時, 可采用如