摘要：中国古代木建筑历经沧桑，保留至今，是祖先留给我们的宝贵财富，如何将这一宝贵财富继续保存下去，是我们不可辜负的使命。本文主要介绍了古建筑木结构破坏的类型，探讨了古建筑木结构加固方法。
关键词：古建筑，木结构，加固
前言
古建筑作为我国民族历史文化的重要组成部分，它的形成和发展从不同侧面反映了我国各个历史时期的政治、经济、艺术以及科学文化状况，这其中，木结构古建筑作为中国古代建筑的主流，被广泛应用在宫殿、庙宇、居民、楼阁等建筑中，是历史发展的见证和民族文化兴衰潮汐之映射，是不可再生的珍贵的文化资源和历史文化遗产。但是对于现存的古建筑木结构来说，千百年的历史传承中受到了自然力和人为的不断破坏，再加上多年来对其保护不够重视、年久失修，使得现存古建筑木结构绝大多数处于不同程度的残损状态，对其修缮加固已迫在眉睫。
1 破坏类型
木结构在长期使用过程中，由于受荷时间长久，加之木材老化等原因，会导致木结构性能不同程度的降低，最终发生破坏。木结构常见的破坏类型有以下几种。
1.1 开裂
木材在加工过程中水分没有完全蒸发，木材表层和内部干燥速率不同，导致木纤维内外收缩不一致，从而产生裂缝；木结构在使用过程中，由于长时间受荷，加之木材老化，其抗拉、抗压、抗弯、抗剪性能下降，从而在外力下产生裂缝。
1.2 腐朽
木材的主要成分为纤维素、半纤维素多糖和木质素等，当木材长期处于潮湿环境时，会滋生真菌的繁殖，从而导致木材产生腐朽，遭受彻底破坏。常见的腐朽部位有柱脚、柱头、柁头和后檐檩等。腐朽可使构件的受力截面积减小、承载力降低，对结构非常不利。
1.3 变形
木结构在荷载作用下会产生变形，但由于木材老化，造成承载力下降，或者结构负荷过重，可能导致变形超过规范允许值。构件变形过大，不但影响美观，也给结构安全带来很大隐患。
1.4 拔榫
卯榫连接是古建筑木结构连接的主要形式，常用于柱与柱、柱与梁、梁与梁之间的连接。在长期受荷情况下，加上木材自身的收缩等因素，卯榫节点容易松动，发生拔榫现象。拔榫使梁柱的受力截面积变小、承载力降低，对结构整体产生不利影响。
1.5 虫蛀
侵蚀木材的主要对象是白蚁，白蚁喜阴，多数分布于南方，所以南方木结构易遭虫蛀，北方相对较少。
2 加固方法
木结构的加固措施有很多种，一般情况下都是多种方案相互结合使用
2. 1 地基基础的加固
2.1.1对于建在山顶或者山下的古建筑，可以采用石砌护坡或挡土墙的方法来修缮加固，这样可以稳定处于山顶的古建筑周围的地基，避免处于山脚下古建筑因滑坡等引起的建筑物破坏;当附近地下有空穴或局部塌陷时，可以采用土方开挖碎石回填或灌浆的补救方法。
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2.1.2相对来说，修建合理的排水设施是一种间接的加固古建筑地基基础的方法。在古建筑周围使用明水沟排水方法，一方面能够防止大量的潴水渗透到基础下面，避免在古建筑周围形成潦水，防止地基基础变形的进一步扩大，另一方面，明水沟的使用便于检修，一旦发生堵塞，能够很快解决。
2.1.3对于台基砌体的修缮加固，对严重酥碱、风化严重、有裂缝的砌块和条石拆下，在新旧砖层间加铺钢筋网，并用钢筋勾拉结，缝隙进行灌浆加固，随砌随灌，加强新旧砌体的整体性能。对于础石移位或破碎的加固，可以在础石周围可加砌纵横向龙骨撑墙，防止础石移位，采用整体顶升更换础石的方法。
2.1.4对于因周围施工导致地基承载力下降或不足的古建筑地基基础可以采用打桩加固的方法挤紧地基土，提高地基的承载能力，从而防止基础的不均匀沉降。
2.2 上部结构的加固
2.2.1木材的预防性加固。对于遭受真菌以及虫害的木材，可以采用化学药剂的处理方法来增强木材的稳定性和抗虫害能力; 对于木材的腐朽，应涂防朽剂增强抗腐朽能力，并保证通风干燥。
2.2.2 构件的加固。对于构件的裂缝，不管裂缝的大小，首要的是要清除缝中的积存物，当裂缝宽度很大影响结构受力性能时时，应对开裂构件采用FRP 纤维布或铁箍箍进行加固，以恢复或提高构件的自身刚度和强度。当结构构件的破坏程度非常严重时，构件不足以提供结构所需要的承载力，可用新制作的构件替换原件，但应采取一定的措施( 如施加预应力等) 以保证新旧木材的变形协调。对于构件的腐朽，当只有表层木材腐朽，而内部材料完好时且尚能满足承载能力的需求时，将腐朽部分剔除干净，并经表面清净和防腐处理后，依原样和原尺寸采用干燥木材和耐水性胶粘剂修补整齐; 当木材腐朽严重时，尤其是柱根部分木材的腐朽对结构性能影响较大，一般采用墩接加固法将新旧材料黏结到一块，并采用铁箍或FRP 纤维布对墩接处加箍处理，加强新旧材料的协同工作性能。
2.2.3围护结构的加固。对于木结构古建筑围护墙体，能不拆除应尽量不拆除，为了保存其原貌，只需要将酥碱严重的墙体拆除补砌。可采用压力灌浆或喷浆的加固方法来提高墙体的强度。为降低地震作用的破坏，应减轻墙体的自重，用砖墙或轻质高强的新型木墙代替土坯墙，使用钢筋或铅丝将墙体与柱架拉结，使两者能较好的协同工作，增强结构的整体稳定性。对于风化严重的琉璃瓦应重新更换，松动的瓦件，可增加瓦面上纵向的瓦钉，或采用灰浆并放少量的黏结剂将瓦件重新固定，及时对屋顶的杂草进行清除，对漏水部位采用青灰背进行维修。
2.2.4整体结构加固。当柱架倾斜、发生扭转或者拔榫比较严重时，采用加固构件已不能满足结构的承载力需求，在不拆落木构架的情况下，可采用打牮拨正法，对个别残损严重的构件进行更换或者其他修补加固措施。对残损严重且需要全部或局部拆除的古建筑，应采用落架大修对每个残损构件逐个修整，更换严重残损的构件，再重新安装，并进行加固。对于础石移位的情况，可以将础石周围采用石砌块、混凝土固柱或柱基之间可加砌纵横向龙骨撑墙，防止由于础石的移位造成结构丧失稳定性。将节点区域的外表面用丙酮清洗干净，然后用FRP纤维布沿梁的纵向包住节点区域，并在梁端加一到两道环形纤维布箍住，防止纤维布与木材界面发生开裂，用耐水性粘结剂将纤维布与木材粘牢;当榫头由于腐朽发生破坏时，应将腐朽部分凿掉，然后将新木块嵌入卯口，并用粘结剂粘牢;还可以用扒钉直接固定、扁钢外包并用螺栓固定或角钢对节点进行附加支撑，为了避免对截面的破坏，采用新型的加固装置对中间跨榫卯节点进行加固当柱架倾斜、发生扭转或者拔榫比较严重时，采用加固构件已不能满足结构的承载力需求，在不拆落木构架的情况下，可采用打牮拨正法，对个别残损严重的构件进行更换或者其它修补加固措施。对残损严重且需要全部或局部拆除的古建筑，应采用落架大修对每个残损构件逐个修整，更换严重残损的构件，再重新安装，并进行加固。对于础石移位的情况，可以将础石周围采用石砌块、混凝土固住或柱基之间可加砌纵横向龙骨撑墙，防止由于础石的移位造成结构丧失稳定性。
结束语
国内外学者运用试验、有限元模拟等方法针对木结构古建筑安全性能的影响开展了部分研究并取得了若干成果。但总体来说相关研究仍处于起步阶段，对木结构古建筑力学性能的影响仍有很多方面需要进一步研究
参考文献
[1]谢启芳，赵鸿铁，薛建阳，等．汶川地震中木结构建筑震害分析与思考［J］．西安建筑科技大学学报，2014，40 (5): 658－661．
[2] 姚佩歆. 木结构古建筑特殊构件雀替、生起和侧脚的受力分析[D]. 西安: 西安建筑科技大学，2011.
论文作者:沈强
论文发表刊物:《基层建设》2016年15期
论文发表时间:2016/11/3
标签：木结构论文; 构件论文; 木材论文; 古建筑论文; 础石论文; 结构论文; 承载力论文; 《基层建设》2016年15期论文;