以光岳樓為例淺析古建筑木結構破壞及防護

李燦 趙慶雙

【摘? 要】古建筑木結構是我國寶貴的文化遺產，它體現了中國古代卓越的文化藝術和科學技術，在世界建筑史上有著極其豐富而輝煌的成就。但是古建筑經歷了數百年甚至上千年，承受各種環境作用，其材料物理力學性能會發生變化。如果后期維護修繕工作不及時，建筑承載能力和結構穩定性下降，會導致建筑體系破壞、結構坍塌。論文通過分析風荷載、雨荷載、地震作用等對光岳樓的破壞影響，提出相應的防護加固措施。

【Abstract】The ancient building and wooden structure is a valuable cultural heritages of China， which embodies the outstanding culture， art and science and technology of ancient China， and has an extremely rich and brilliant achievement in the history of world architecture. However， ancient buildings have gone through hundreds or even thousands of years， affected by the natural environment， its material physical and physical properties are bound to change. If the later maintenance and repair work is not timely， the carrying capacity and structural stability of the building will decline， which will lead to the destruction of the building system and the collapse of the structure. By analyzing the influence of wind load， rain load and earthquake on Guangyue Tower， the paper puts forward the corresponding protection and reinforcement measures.

【關鍵詞】古建筑;木結構;雨荷載;地震;防護加固

【Keywords】ancient buildings; wooden structure; rain load; earthquake;protection and reinforcement

【中圖分類號】TU366.2? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?【文獻標志碼】A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?【文章編號】1673-1069（2020）12-0188-02

1 引言

我國木結構建筑擁有悠久的歷史，有些歷經歲月的洗禮仍完整地保存至今，成為寶貴的文化遺產。但是由于木材的彈性模量低，容易老化變形，在荷載作用和自然環境的影響下，現存的木結構建筑出現了不同程度的損傷破壞現象。聊城光岳樓濃縮了我國傳統木結構建筑的精華，極具代表性，同時又有它自身的特點。本文以光岳樓為例，結合木結構建筑出現的主要破壞現象進一步探討對木結構古建筑的防護加固措施，對保護這些珍貴的古文化遺產，傳承中華文化都具有著重要意義。

2 光岳樓概況

光岳樓位于山東聊城，古代京杭大運河的航線上，是我國既古老又雄偉的木構樓閣。作為明初的建筑物，主要體現了宋、元時期的建筑風格，在中國古代建筑史上有著重要地位。享有“雖黃鶴、岳陽亦當拜望”的美譽。在建筑設計、結構方法等方面，都有著很高的科學價值和藝術價值。光岳樓是四重檐歇山十字脊樓閣，它是由底部的樓基和上部4層主樓組成。樓基是用磚石砌成的方形高臺，占地面積1236m2，邊長34.5m，向上逐漸變窄，垂直高度9m，有4個半圓拱門交叉相通和通往主樓的50多級臺階。上部主樓為全木結構，四面斗拱飛檐，且有回廊相通。全樓有112個臺階、192根金柱、200余斗拱[1]。

3 風、雨荷載對光岳樓的影響及保護措施

3.1 風、雨荷載影響

光岳樓是典型的木結構建筑體系，極易遭受水火的侵害。門口或窗口沒有安裝雨蓬的地方，潮濕現象更加嚴重。建筑漏雨易進卻難出，雨水在較強的風力和自身作用下進入建筑外圍護結構，沿曲折的路徑流動，最后大部分滴落在室內，引起地面潮濕。特別是距地面較近的木結構柱底發生更嚴重的腐朽現象。此外，雨水通過毛細現象滲透隱藏在木質纖維中，形成一定的濕度，長時間之后，就會為白蟻和霉菌滋生提供良好的環境，木質構件就會變得疏松甚至腐朽，影響其使用壽命。

3.2 保護措施

3.2.1 飄雨積水問題

對于飄雨積水問題，如果雨水過大，可能會引起木質構件的損壞，可通過加長披檐出檐寬度處理。若條件允許，可采用在已有短披檐上加長披檐的做法，如日本法隆寺的檐部做法。此外，便是在建筑門窗鏤空處裝配玻璃，這樣建筑在處理遮雨時，便不再受出挑寬度與檐高的影響，建筑的立面處理上也可靈活多變。但有不足之處，未能根本解決建筑圍護結構受雨水侵害、延長木質構件使用壽命的問題，并且在傳統建筑上賦予建筑現代元素，或許會不同程度地破壞古建筑的傳統美學[2]。

3.2.2 木材腐朽問題

木材受潮后會產生各種木腐真菌，出現昆蟲如白蟻。對于只有表層腐蝕而內部材料完整且可以滿足承載力需求的木構件，可以將表面腐朽部分去除，涂上藥劑可以防腐防蟲，如用硼酸、硼砂和五氯酚鈉配置的硼酚合劑進行表層處理后，按照原樣尺寸耐水性膠黏劑進行修補。當木材腐蝕嚴重時，可以考慮墩接加固法進行處理，將糟朽部分截掉，換上新材料粘合加固。

3.2.3 排水問題

屋面及部分水平構件的斜面設計需要進一步完善，主要包括排水層、呼吸紙、油氈等的檢查和修復，讓水在重力作用下順利流出外表面，避免外界的雨水進入內部結構。在建筑物外殼包裹一層單向呼吸紙能夠有效降低由擴散造成的水蒸氣運動，使木結構成為既能有效防潮又能透氣的建筑。對于節點設計，可以通過收集墻體構件中匯集的水分，并讓其在重力作用下回到或流出護墻板的外表面，最簡單的形式是在構件中的護墻板和墻面板之間鋪加一個由防水層（防水紙油氈或房屋包裹層）所構成的排水面[3]。

4 地震對光岳樓的影響及保護措施

4.1 地震影響

古建筑木結構雖然具有優良的抗震構造特點，但是木結構變形較大，手工操作也存在著一定的缺陷，使得即使在較小地震作用下建筑也容易發生損壞。聊城歷史上發生的地震災害為數不少，抗震設防烈度為7度，對光岳樓的地震防護就顯得尤為重要。在地震時，基礎剪切受力會因地面的劇烈振動更加明顯，臺基磚砌體灰縫開裂并出現滑坡現象。為了施工安裝時方便，卯口的尺寸會比榫大一些，導致地震時木榫容易被拔出或受剪折斷。加之構件缺乏保養，年久失修，有些地方已經出現裂縫，材料結構性能明顯下降，承載力降低或完全喪失，最終建筑會發生較大變形或傾倒。

4.2 保護措施

4.2.1 地基加固

在地震后，地基基礎一旦破壞就會導致上部結構有所損傷，為了讓地基基礎具有足夠的承壓能力就要對其進行加固。可以采用石砌護坡或擋土墻的方法來修繕加固，在建筑周圍使用明水溝排水方法，防止水滲透到基礎下面擴大基礎變形，穩定建筑周圍的地基。對臺基砌體進行修繕加固，將酥堿、風化嚴重，有裂縫的砌塊拆除，為了加強新舊砌體之間的整體性能，可以在新舊磚層之間加鋪鋼筋網，并用鋼筋勾拉結，對砌體中的縫隙進行灌漿加固，隨砌隨灌[4]。

4.2.2 木質構件裂縫和榫卯的修復

對于構件裂縫，首先清除縫中的積存物，當裂縫寬度影響結構受力性能但不影響結構承載力時，應對開裂構件用鐵箍進行加固，使構件的剛度和強度提高;當構件無法提供結構所需要的承載力，可用符合條件的新構件替換原件。對錯動較大或拔榫斷榫的部位都需要及時加固，將材質好、抗腐蝕性強的木塊嵌入卯口，并用黏結劑黏牢;還可以用螺栓固定或角鋼對榫卯節點進行附加支撐。

4.2.3 圍護結構的加固

為降低地震作用的破壞，需將酥堿嚴重的木結構圍護墻體拆除然后進行補砌，可采用噴漿或壓力灌漿的加固方法來提高墻體的強度。圍護墻體比較厚，與木結構的拉結能力較差，使用鋼筋將墻體與柱架拉結，進而增強結構整體的穩定性。無論是屋頂，構架還是柱礎，構件間聯系薄弱，造成損傷是木結構歷史建筑的一個主因。在安全普查與抗震鑒定的基礎上，通過采取適當的加固措施，提高各構件間的相互聯系，改善工作性能是減輕震害的有效措施。

5 結語

中國木結構歷史建筑是祖先留給我們的寶貴文化遺產，古建筑保護的問題迫在眉睫。光岳樓是聊城市的地標性建筑，也具有其自身重要的價值。結合其他木結構建筑出現的問題，對光岳樓的破壞現象進一步研究發現，傳統木結構建筑在遭到雨水滲透侵蝕后，構件內部結構極易發生變質，并且地震作用也會對其產生一定的影響。我們要采取合理的防護加固方法，有效提高古建筑木結構的結構性能，達到保護古建筑的目的。

【參考文獻】

【1】孟憲霞.雄偉的古建筑——光岳樓[J].蘭臺世界，2006（2）：62-63.

【2】楊雅琦，楊健.湘西樓閣式建筑飄雨問題探討[J].城市建筑，2020，17（19）：86-88.

【3】輕型木結構建筑怎樣防潮[J].住宅產業，2007（Z1）：74-79.

【4】張風亮，高宗祺，薛建陽，等.古建筑木結構地震作用下的破壞分析及加固措施研究[J].土木工程學報，2014，47（S1）：29-35.