木結構建筑加固方法淺析

（南京固強建筑技術有限公司，210029）

【摘要】介紹了木結構古建筑的抗震加固原則和方法，木結構古建筑加固的的方法主要有增加約束法、增大截面法，增設鋼拉桿和銷栓加固。可供相關專業(yè)技術人員參考。

【關鍵詞】木結構；加固改造；抗震

1 引文

我國歷史悠久，遺存至今的古建筑甚多。由于年代久遠，它們經歷了數(shù)百年來人為的和多種自然因素的破壞，包括風吹、日曬、雨淋及地震等，但仍能保留至今，昂然屹立在祖國的大地上。它的高超的建筑技藝，不僅僅屬于中國人民，也屬于世界各國人民。

在我國，將著眼點放在提高古建筑的抗震能力上，是保護古建筑的重要內容。由于古建筑的種類繁多，特點各異，故應區(qū)別對待。抗震能力不足的要采取加固措施；有一定抗震能力而損傷較重地應及時抓緊維修。提出科學而安全的抗震對策，做好這些古建筑的維修和抗震加固工作，使之免遭地震破壞，具有十分重要的意義。我們國家對古建筑的保護工作非常重視。近年來，隨著旅游事業(yè)的發(fā)展和人民物質文化生活的提高，有關部門組織力量對古建筑進行了一些抗震加固和維修，既提高了抗震能力，又延長了壽命取得了較好的成果。這里介紹采取的一些木結構加固改造方法。

2 古建筑加固原則

古建筑的加固，與一般建筑的加固不同，要求加固后不能破壞原有的建筑形式和特點。一般說來，古建筑都有幾百年或近千年的歷史，雖飽經風霜與人間滄桑之變，但卻以其合理而科學的結構形式，質地優(yōu)良的建筑用材和高超的施工技術而保留至今。如果在進行維修與加固時，破壞了它古老的原貌和原有的結構特點，就會失去其應有的歷史價值。因此，在抗震加固與維修時，需要注意以下幾點：

2.1 選材

古建筑多以磚、石、木為主要結構材料，而膠結用料多以黃泥漿或白灰為主。因此，在維修加固時，要多選用木材、磚石和石灰等傳統(tǒng)的建筑用料。在維修磚結構的建筑物時，切忌采用現(xiàn)代的標準磚，更不能使用現(xiàn)代紅磚，而應采用專門燒制的仿古大青磚。這樣，才不失去其特色，保留其古樸風格。

2.2 手法

要多用暗加固，在“暗”字上下功夫，盡量少用明加固、明作法。所謂“暗”，就是要盡量在古建筑物的里面作文章，以不致破壞其原有外貌又收到加固的效果。

2.3 做工

要達到“整舊如舊”，仍須留有古樸典雅的風貌，尤其是對一些磚石建筑、木結構建筑更應特別注意做工，維修某一朝代的遺物，就應有其朝代的特點，如宋、元時期的額枋，多為倒角，在維修更換新料時，也要倒角，否則就失去宋、元特點。因此一定要采用傳統(tǒng)的施工操作方法，精心組織施工，對構件的設置排放、裝飾等都要符合時代特征。只有這樣，才不使其喪失歷史價值。

2.4 加固維修結合

多數(shù)古建筑歷經滄桑，有程度不同的損壞，均急需正常的維修。因此，將正常的維修與抗震加固結合起來一并進行，這樣做不僅使古建筑得以復原，而且也提高了抗震能力，是一個保護古建筑的好辦法。

3 木結構加固措施

木結構房屋的主體是木結構，因此其地震毀壞的表現(xiàn)主要是木結構的倒塌，另外還有墻體的外閃等震害形式。

木結構倒塌的原因主要是由于地震時木結構大幅度晃動，產生較大變形，導致脫榫、折榫、柱子折斷等引起。另外木結構建筑由于使用時間較長，維護不善，導致主要木構件如木柱、梁等發(fā)生腐朽也是導致抗震能力下降的主要原因，對于柁架式木柱木梁房屋的震害主要取決于柁架的側向穩(wěn)定和木梁的連接強弱。一般說來，帶中柱的穿斗木結構穩(wěn)定性要好一些，但若維護不善，地震時導致破壞的例子也很多。

傳統(tǒng)木結構的山墻和維護墻的整體性較差，地震時容易引起墻體倒塌或開裂，從而導致木架結點松動，柱腳滑移，乃至個別木柱折斷，從而引起更嚴重的破壞。因此，加強木結構構件的日常維護保養(yǎng)是保證其抗震能力的根本措施。對于木結構的抗震加固主要是改善結構的整體性能和增加木構件的強度。下面分述之。

對于木結構房屋在抗震加固時，應注意不應采用木柱與磚柱或石柱或磚（石）墻等混合承重的結構類型，若原結構是采用此種類型，應考慮改善其傳力途徑，采用純木柱承重的方式。對于木屋架，采取加強其結點連接的措施，并在可能時通過增設垂直剪力支撐來改善其縱向穩(wěn)定性。對于空曠房屋，每一縱向柱列間設置 1～2 道剪力墻或斜撐，以提高房屋的整體穩(wěn)定性。木柱是木結構的主要抗側力構件，木柱柱腳與基礎的錨固不足時應加強。現(xiàn)在已有多種加固方式可供采用，如采用局部做成鋼板或混凝土柱腳等。維護墻與柱之間拉結不足時，應增加可靠拉結措施，改善墻體的性能。

木構件常見的補強加固方法有增加約束法，增大截面法，增設拉桿法，增設銷釘法和混合的方法。

3.1 增加約束法

增加約束法主要是針對木構件產生的順紋開裂破損，這些開裂主要是因為木構件長期處于潮濕—干燥狀態(tài)所致，所謂增加約束主要是在構件橫向增加約束，限制裂縫順縫繼續(xù)開展。

常見增加的約束有鐵絲纏繞，U 形鐵和玻璃鋼等。鐵絲纏繞是用 8 號鍍鋅鐵絲密排纏繞木構件的開裂處。通常，為提高補強效果宜先在構件的裂縫中灌注乳膠，然后用鐵絲纏繞。鐵絲纏繞是工程中常見的限制裂縫開展的處理措施。本措施的特點是簡單易行，其不足之處是：在較多的情況下，處理效果不甚理想。這是因為，經過一段時間的使用后，鐵絲由于木材的脹縮經常發(fā)生松動的現(xiàn)象，因此影響其防裂作用。

因此，欲充分發(fā)揮其作用需要做到：經常檢查，發(fā)現(xiàn)松動及時加緊，與此同時，要注意防止木材直接受水影響，注意溫度的影響等。

U 形鐵的加固方法是用螺栓將 U 形鋼材緊固在木材之上，防止裂縫開展的處理方法。用 U 形鐵的加固方法較鐵絲纏繞的效果好，在實際工程中應用的也較多。用 U 形鐵加固時應注意 U 形鐵的間距，一般來說其間距不宜大于被加固構件的最小尺寸，玻璃鋼纏繞的意義與鐵絲纏繞和 U 形鐵的意義相同，在起約束作用的同時，玻璃鋼包起來的構件受水腐蝕的問題也同時得到解決，因此是一種比較理想的處理方法，但是處理的費用較高。

3.2 增大截面法

增大截面法主要用于受壓桿件的加固，也可用于受拉桿件的加固，這種方法既可以用于構件強度的補充也可以用于增加桿件的穩(wěn)定性。現(xiàn)在常用的增大截面法主要是用與原構件材料相同的木材進行加固，也可用鋼材和混凝土外包加固。

外包混凝土主要用于木柱的加固，目前在實際工程中用的相對較少；用鋼材增大木結構截面的方法可參考外包鋼加固法，其加固所采用的形式基本相同。新加部分與原構件的連接可采用螺栓、釘、U 形鐵以及輔助膠粘的方法。增大截面法也可用于原結構木夾板損壞的更換處理。

3.3增設鋼拉桿

增設鋼拉桿主要是用于屋架木制下弦的加固以及其他受拉構件的加固，其作用是利用鋼材抗拉強度高的特點部分或全部頂替受拉木構件的作用。鋼拉桿可以通長設置，亦可分段設置，通長設置亦應間隔一段距離設置 U形箍起穩(wěn)定作用。

3.4銷栓加固

銷栓加固主要用于抗剪不足和裂縫的處理，通常是使用鋼制螺栓穿透被加固截面，利用螺栓起到銷栓作用提高截面的抗剪能力，利用擰緊螺栓所提供的壓力限制裂縫的開展。

3.5纖維束加固

使用復合纖維是指長纖維(幾厘米以上)與環(huán)氧樹脂的膠合體。用于結構修復加固的增強纖維主要有碳纖維(CFRP)、玻璃纖維(GFRP)和芳綸纖維(AFRP)。碳纖維的。使用纖維束加固具有以下優(yōu)點：（1）材料強度高，。（2）體積小、重量輕，不增加構件尺寸。（3）耐腐蝕。（4）耐火性能好。（5）防水性能好。安裝簡單，（6）符合木結構古建筑圍護要求“暗”的手法。

4 結束語

為了更好地保護好它們，做到既不破壞建筑本身原有的歷史文化信息，又要

使其結構破損部位得到加固修復，就必須研究目前已有的一些古建筑木結構加固修復方法，找到適合古建筑木結構加固修復的行之有效的方法，這樣才能使古建筑長久地傳承下去。隨著科技的發(fā)展，不斷改進完善的古建筑木結構加固修復新方法將會在徽州古建筑的加固修復工作中發(fā)揮積極的作用。

參考文獻

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