某传统木结构民居结构检测鉴定
2020-08-12陈升
陈 升
(福建省建筑科学研究院有限责任公司,福建 福州 350000)
1 工程概况
该房屋现为单层木结构传统民居,平面上呈“口”字形的一进院落,由(F-L)轴正房、(D-F)轴两侧厢房和(A-D)轴倒座房组成,建于20世纪40年代,占地面积约469 m2。
2 现场调查与检测
2.1 结构布置及构造
该房屋竖向主要采用木柱和山墙承重,承重木柱截面尺寸主要为直径180 mm,200 mm,220 mm,250 mm的圆木,柱脚下为石墩基础,石墩高出地面约150 mm~200 mm。(1)轴左侧、(6)轴右侧山墙为檩条支承处承重土墙,山墙厚度约为700 mm~800 mm,山墙下为干砌毛石基础,屋面采用瓦木屋盖。房屋平面布置见图1。
房屋木构梁架采用穿斗式构架,每榀木构架靠穿透柱身的若干层穿枋横向串接,构成一榀构架,每榀构架每隔一根落地柱之间设置一根或两根瓜柱骑在穿枋上,相邻构架间在前檐柱上端等位置采用枋纵向相连,木构件之间均采用榫卯连接。木构架立面示意图及现状见图2~图5。
2.2 木柱
现场检查结果表明,柱与石墩之间未见有明显错位现象;承重木柱普遍存在纵向干裂现象,部分木柱存在虫蛀、糟朽现象,经统计,该房屋共有48根承重木柱,现已出现虫蛀、糟朽现象的承重木柱有18根,(F-L)轴正房区域虫蛀、糟朽较为严重,其中1Z-(2)-(L),1Z-(2)-(K),1Z-(2)-(H)最为严重,柱脚、柱中部长期受潮、虫蛀,已严重糟朽。木柱现状见图6,图7。
2.3 木构梁架
现场检查结果表明,柱与枋连接节点未见明显松弛变形、滑移等脱榫现象,但部分节点存在虫蛀迹象;正房(2)-(G-L)木构梁架、(5)-(G-L)木构梁架有肉眼可见明显侧倾现象,分别倾向(1)轴土墙和(6)轴土墙,越靠近(L)轴侧倾越严重,木构梁架侧倾已导致(2-3)-(G-L),(4-5)-(G-L)开间屋面檩条在(2),(5)轴柱顶搁置处产生明显滑移,屋面檩条搁置长度明显减小,脊檩及相邻檩条甚至脱离柱顶,后期采用后加木柱等临时支撑。木构梁架现状见图8~图11。
2.4 土墙
房屋(1)轴左侧、(6)轴右侧为檩条支承处承重土墙,(A)轴北侧为围护土墙,土墙厚度约为700 mm~800 mm,墙下为干砌毛石基础。现场检查表明,承重土墙多处土体剥落、开裂,局部坍塌,土墙现状见图12。
2.5 屋面板
现状屋面多处可见漏水、虫蛀、糟朽现象,部分木檩条在土墙搁置处糟朽,部分开间檩条、椽子存在可见下挠变形,屋面板构件现状见图13,图14。
3 承载能力分析
根据现场检测结果以及《木结构设计标准》,对该房屋工作状态正常的主体承重构架进行承载能力分析,计算中考虑结构重要性系数及荷载长期作用及木质老化的影响系数。
1)材料强度。该房屋主要承重木柱、木梁根据现场取样以及通过辨识木材的外观、使用部位等情况综合分析判定树种为铁杉,木材强度等级按TC15A取值。
2)荷载。屋面恒荷载标准值:1.0 kN/m2(取值采用GB 50009—2012建筑结构荷载规范中小青瓦屋面);屋面活荷载标准值:0.5 kN/m2。
3)分析结果。通过计算分析可得,承重木柱的强度、稳定性基本满足规范要求,木梁的平面内抗弯、平面外侧向稳定、抗剪承载能力及挠度也基本满足规范要求。
4 结构安全性鉴定
4.1 地基基础子单元
现场检查室内及周边室外地面未见明显沉陷现象,柱与石墩之间未见有明显错位现象,该房屋现阶段地基基础子单元的安全性等级间接评定为Bu级。
4.2 上部承重结构子单元
根据《民用建筑可靠性鉴定标准》7.3.3条规定,选定该房屋首层为代表层。根据以上检测鉴定结果,对木结构构件的安全性等级进行评定,结果见表1。
表1 木结构构件的安全等级评定
根据各构件安全性等级评定结果,该房屋首层木结构构件集安全性等级评定为Cu级。
根据代表层安全性等级评定结果,该房屋上部承重结构子单元结构承载功能的安全性等级评定为Cu级。
该房屋竖向采用木柱和土墙共同承重,梁架为穿斗式构架,构架间纵向连枋设置不当,未能形成空间稳定构架,结构布置不合理,屋面檩条搁置长度明显减小,房屋整体性差。该房屋上部承重结构整体性的安全性等级评为Cu级。
部分木构梁架有肉眼可见明显侧倾现象,部分开间檩条、椽子存在可见下挠变形,该房屋上部承重结构子单元结构侧向位移的安全性等级评定为Cu级。
根据以上结构承载功能、结构整体牢固性及结构侧向位移评定结果,该房屋上部承重结构子单元的安全性等级评定为Cu级。
综合以上检测鉴定结果,该房屋结构安全性等级综合评定为Csu级,建议采取以下处理措施:1)加强结构整体性及节点连接构造;2)对虫蛀、糟朽的木构件进行拆除更换或加固处理;3)对侧倾的梁架进行纠倾处理;4)对土墙进行加固处理;5)改善房屋通风防潮条件,对木构件进行防腐、防虫处理。