中国木结构古建筑的加固维护方法

杨仁+张楚+张骥

【摘 要】我国是四大文明古国之一，有着源远流长的历史文化，在木结构古建筑领域也始终独占鳌头，其特殊的风格和卓越的成就，在世界建筑史占有重要的地位。然而这木结构建筑物，在经历了上百年甚至上千年的岁月，经受着各种人为或自然的破坏，已日渐破旧。为使人们能够既观瞻历史文化成就，又增强人们保护我国优秀文化遗产的意识，古建筑的维护和加固不仅是必要的而且是迫切需要的。本文笔者就主要在介绍了木结构古建筑结构特点的基础上，重点探讨了其加固原则及常用加固方法，以供相关专业技术人员参考。

【关键词】木结構；结构特点；加固方法

引文

我国历史悠久，遗存至今的古建筑甚多。由于年代久远，它们经历了数百年来人为的和多种自然因素的破坏，包括风吹、日晒、雨淋及地震等，但仍能保留至今，昂然屹立在祖国的大地上。为了更好地保护好它们，做到既不破坏建筑本身原有的历史文化信息，又要使其结构破损部位得到加固修复，就必须研究目前已有的一些古建筑木结构加固修复方法，找到适合古建筑木结构加固修复的行之有效的方法，这样才能使古建筑长久地传承下去。下文就主要对此作了深入研究。

1.木结构古建筑结构特点

中国古代建筑有着辉煌的历史，使中国的建筑风格树立于世界建筑之林。但是由于科学技术的限制，中国古代建筑也有一定的缺陷存在。具体而言，中国古代建筑结构的特点主要有以下几点。

（1）以木材为主要材料。中国古代建筑都是以木材为主要材料，如松木、柏木和楠木等。而且，建筑的结构也是以木材为主，只有在连接处采用铜钉等。

（2）建筑风格以庭院为主。中国古代建筑大多以群体建筑为主，用小的单位组成建筑群落，最终组成庭院的形式。

（3）建筑结构有层次感。古建筑的大型庭院大多有高大的台基和开阔的空间，形成错落有致的布局，在空间上有很好的层次感。

2.木结构古建筑加固原则

古建筑的加固，与一般建筑的加固不同，要求加固后不能破坏原有的建筑形式和特点。一般说来，古建筑都有几百年或近千年的历史，虽饱经风霜与人间沧桑之变，但却以其合理而科学的结构形式，质地优良的建筑用材和高超的施工技术而保留至今。如果在进行维修与加固时，破坏了它古老的原貌和原有的结构特点，就会失去其应有的历史价值。因此，在抗震加固与维修时，需要注意以下几点：

2.1选材

古建筑多以砖、石、木为主要结构材料，而胶结用料多以黄泥浆或白灰为主。因此，在维修加固时，要多选用木材、砖石和石灰等传统的建筑用料。在维修砖结构的建筑物时，切忌采用现代的标准砖，更不能使用现代红砖，而应采用专门烧制的仿古大青砖。这样，才不失去其特色，保留其古朴风格。

2.2手法

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

2.3做工

要达到“整旧如旧”，仍须留有古朴典雅的风貌，尤其是对一些砖石建筑、木结构建筑更应特别注意做工，维修某一朝代的遗物，就应有其朝代的特点，如宋、元时期的额枋，多为倒角，在维修更换新料时，也要倒角，否则就失去宋、元特点。因此一定要采用传统的施工操作方法，精心组织施工，对构件的设置排放、装饰等都要符合时代特征。只有这样，才不使其丧失历史价值。

3.木结构古建筑常用加固方法

古建筑主要使用木质材料，但是木质材料在长期载荷作用下，或者是长期受到风雨的洗礼，性能就会下降。木结构的破坏类型很多，常见的有开裂、糟朽以及拔烨等。接下来针对木结构出现的安全问题，详细阐述加固处理方法。对木结构进行加固主要从两个方面进行：整体加固和构件加固。

3.1整体加固

整体加固主要针对的是木结构梁架，加固方式主要有三种：

3.1.1支顶拔正。在不影响木结构整体框架的前提下：①进行的工作是支顶整体梁架，复位已经扭转倾斜的构件；②进行的工作木结构的整体加固，同时更换和修补受到严重破坏的梁仿和科拱。这种方法主要应用于外闪较为严重的建筑物，并且大构件完好无损，只需要更换小构件。

3.1.2修整加固。修整加固是对木结构进行整体加固，并且保证不能够对瓦顶和构架造成破坏。这种方法主要应用于没有出现较大位移和变形较小的木结构。

3.2增大截面法

增大截面法主要用于受压杆件的加固，也可用于受拉杆件的加固，这种方法既可以用于构件强度的补充也可以用于增加杆件的稳定性。现在常用的增大截面法主要是用与原构件材料相同的木材进行加固，也可用钢材和混凝土外包加固。

3.3增设钢拉杆

增设钢拉杆主要是用于屋架木制下弦的加固以及其他受拉构件的加固，其作用是利用钢材抗拉强度高的特点部分或全部顶替受拉木构件的作用。钢拉杆可以通长设置，亦可分段设置，通长设置亦应间隔一段距离设置U形箍起稳定作用。

3.4构件加固

常见的构件加固方法主要有两种：铁件加固和化学加固法。

3.4.1铁件加固法。铁件加固木结构主要使用扁铁箍紧梁柱等构件，或者是牢固连接梁柱等节点。铁件加固能够有效提高木结构梁柱等构件的力学性能，原因在于使用的扁铁能够承担构件应该承担的部门拉力、压力和剪力。该方法主要应用于梁柱裂缝较大的木结构。

3.4.2化学加固法。化学加固法，简而言之，就是在木结构上使用化学试剂，提高木结构力学性能的一种方法。在木结构中使用的化学试剂可以避免木结构遭受昆虫以及细菌的侵害。在古建筑维修过程中经常使用的化学试剂是304号不饱和聚醋树脂100g、1号固化剂4g，1号促进剂2～3g、石英粉100g来制出所需要的化学试剂。同时在使用过程中还需要加入适当的固化剂，在搅拌均匀后还要先后加入促进剂和石英粉。

3.5纤维束加固

使用复合纤维是指长纤维（几厘米以上）与环氧树脂的胶合体。用于结构修复加固的增强纤维主要有碳纤维（CFRP）、玻璃纤维（GFRP）和芳纶纤维（AFRP）。碳纤维的。使用纤维束加固具有以下优点：（1）材料强度高。（2）体积小、重量轻，不增加构件尺寸。（3）耐腐蚀。（4）耐火性能好。（5）安装简单，防水性能好。（6）符合木结构古建筑围护要求“暗”的手法。

4.总结

综上所述，木结构的加固和维护能够有效提高木结构的力学性能，延长木结构的使用寿命，提升木结构的整体使用效果。木结构的加固和维护方法很多，选择方法时要充分分析木结构出现安全问题的原因，找出原因所在，对症下药，才能够确保木结构的整体状况得到改善，整体性能得到有效提高。木结构建筑具有安装方便、抗震性能较好的优点，目前在一起地震多发地区还依然继续使用，本文的研究可以为这些地区加固房屋结构提供指导，保障人们生命财产安全。

参考文献：

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