中國木結構古建筑的加固維護方法

楊仁+張楚+張驥

【摘 要】我國是四大文明古國之一，有著源遠流長的歷史文化，在木結構古建筑領域也始終獨占鰲頭，其特殊的風格和卓越的成就，在世界建筑史占有重要的地位。然而這木結構建筑物，在經歷了上百年甚至上千年的歲月，經受著各種人為或自然的破壞，已日漸破舊。為使人們能夠既觀瞻歷史文化成就，又增強人們保護我國優秀文化遺產的意識，古建筑的維護和加固不僅是必要的而且是迫切需要的。本文筆者就主要在介紹了木結構古建筑結構特點的基礎上，重點探討了其加固原則及常用加固方法，以供相關專業技術人員參考。

【關鍵詞】木結構；結構特點；加固方法

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。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。下文就主要對此作了深入研究。

1.木結構古建筑結構特點

中國古代建筑有著輝煌的歷史，使中國的建筑風格樹立于世界建筑之林。但是由于科學技術的限制，中國古代建筑也有一定的缺陷存在。具體而言，中國古代建筑結構的特點主要有以下幾點。

（1）以木材為主要材料。中國古代建筑都是以木材為主要材料，如松木、柏木和楠木等。而且，建筑的結構也是以木材為主，只有在連接處采用銅釘等。

（2）建筑風格以庭院為主。中國古代建筑大多以群體建筑為主，用小的單位組成建筑群落，最終組成庭院的形式。

（3）建筑結構有層次感。古建筑的大型庭院大多有高大的臺基和開闊的空間，形成錯落有致的布局，在空間上有很好的層次感。

2.木結構古建筑加固原則

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、磚石和石灰等傳統的建筑用料。在維修磚結構的建筑物時，切忌采用現代的標準磚，更不能使用現代紅磚，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。

3.木結構古建筑常用加固方法

古建筑主要使用木質材料，但是木質材料在長期載荷作用下，或者是長期受到風雨的洗禮，性能就會下降。木結構的破壞類型很多，常見的有開裂、糟朽以及拔燁等。接下來針對木結構出現的安全問題，詳細闡述加固處理方法。對木結構進行加固主要從兩個方面進行：整體加固和構件加固。

3.1整體加固

整體加固主要針對的是木結構梁架，加固方式主要有三種：

3.1.1支頂拔正。在不影響木結構整體框架的前提下：①進行的工作是支頂整體梁架，復位已經扭轉傾斜的構件；②進行的工作木結構的整體加固，同時更換和修補受到嚴重破壞的梁仿和科拱。這種方法主要應用于外閃較為嚴重的建筑物，并且大構件完好無損，只需要更換小構件。

3.1.2修整加固。修整加固是對木結構進行整體加固，并且保證不能夠對瓦頂和構架造成破壞。這種方法主要應用于沒有出現較大位移和變形較小的木結構。

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定性。現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。

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形箍起穩定作用。

3.4構件加固

常見的構件加固方法主要有兩種：鐵件加固和化學加固法。

3.4.1鐵件加固法。鐵件加固木結構主要使用扁鐵箍緊梁柱等構件，或者是牢固連接梁柱等節點。鐵件加固能夠有效提高木結構梁柱等構件的力學性能，原因在于使用的扁鐵能夠承擔構件應該承擔的部門拉力、壓力和剪力。該方法主要應用于梁柱裂縫較大的木結構。

3.4.2化學加固法。化學加固法，簡而言之，就是在木結構上使用化學試劑，提高木結構力學性能的一種方法。在木結構中使用的化學試劑可以避免木結構遭受昆蟲以及細菌的侵害。在古建筑維修過程中經常使用的化學試劑是304號不飽和聚醋樹脂100g、1號固化劑4g，1號促進劑2～3g、石英粉100g來制出所需要的化學試劑。同時在使用過程中還需要加入適當的固化劑，在攪拌均勻后還要先后加入促進劑和石英粉。

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）安裝簡單，防水性能好。（6）符合木結構古建筑圍護要求“暗”的手法。

4.總結

綜上所述，木結構的加固和維護能夠有效提高木結構的力學性能，延長木結構的使用壽命，提升木結構的整體使用效果。木結構的加固和維護方法很多，選擇方法時要充分分析木結構出現安全問題的原因，找出原因所在，對癥下藥，才能夠確保木結構的整體狀況得到改善，整體性能得到有效提高。木結構建筑具有安裝方便、抗震性能較好的優點，目前在一起地震多發地區還依然繼續使用，本文的研究可以為這些地區加固房屋結構提供指導，保障人們生命財產安全。

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