中国古代建筑结构的修复与加固

我要发布     发布日期:2021-08-23 13:51:32  来源:网络
核心提示:中国古建筑主要由木、石、砖、瓦构成,其中瓦材宜更换,石材强度与耐久性较好,而砖砌体易产生酥碱、松散、鼓闪,木构件则多见槽朽、虫蛀、开裂、歪闪等损坏。下面介绍几种通常用于砖石砌体和木构件的加固措施和方法。

  中国古建筑主要由木、石、砖、瓦构成,其中瓦材宜更换,石材强度与耐久性较好,而砖砌体易产生酥碱、松散、鼓闪,木构件则多见槽朽、虫蛀、开裂、歪闪等损坏。下面介绍几种通常用于砖石砌体和木构件的加固措施和方法。


  一、砌体的加固措施


  (1)拆砌


  当墙体碱蚀、酥松、空鼓、歪闪较严重,及明显裂缝,靠剔凿、挖补、摘砌无法维修时,应拆除重砌。拆砌危旧墙体应尽量按原型制、原材料、原工艺、原做法,使其外形、色彩、尺度与原有墙体协调一致。对受力关键部位,在不影响外观的前提下,必要时可采取新材料新技术,或增加圈梁等改进措施。


  (2)灌浆加固


  当墙体开裂、松散、空鼓严重,采取拆砌工期长不方便,以及对历史风貌保存不利时,可采取压力(以低压力为宜)灌浆的技术予以加固。灌浆材料一般采用水泥浆,或水泥、细砂、白灰膏混合料,以及环氧树脂等结构胶。


  对空鼓墙体的加固应在墙上钻600mm间距梅花状斜孔,灌浆前应用高压气体将砖缝中的灰尘、杂物去除,墙体应通过注人清水润湿,加强灰浆与砖的结合。对于墙体裂缝的加固,一般在清缝后采取相对较稀的微膨胀浆液,顺着缝隙慢慢注人,让其渗透进去,同时应及时清洗掉漏出墙面的浆液,以免污损墙面外观,达到强度后对墙体表面修整打磨处理。


  因地基原因造成墙体开裂的应先处理地基基础,再对墙体进行修缮。



  (3)扶壁柱法加固


  当墙体稳定性与强度不够时,可采用混凝土扶壁柱法予以加固。该法一般用于在墙内侧处理(见图1),不破坏外墙原貌。前后檐墙外内或内外墙无咬砌时,宜采用打摽方法加固(见图2)与增设扶壁柱加固相结合。


  (4)钢筋网水泥砂浆加固


  对于内部的墙或原本有粉灰的墙体的加固可采取钢筋网水泥砂浆加固,即将要加固的墙体两侧凿除粉灰或刷洗清理干净,然后喷射砂浆或细石混凝土(见图3)。此方法能较大幅度地提高砖墙的承教力,抗测移刚度及墙体的延性。


  二、木结构的加固措施


  (1)打牮拨正


  该方法是在不拆落木构架的情况下,使倾斜、扭转、拔榫的构件复位,再进行整体加固(见图4)。一般能揭去瓦面卸载的宜卸载,并应松开榫卯处的木锲、卡口,有铁件的,将铁件松开;在打牮拨正过程中,应根据实际情况分次调整,每次调整量不宜过大。拨正过程中如有异常应立即停止,查明原因、清除故障后,方可继续施工。构架的整体牮正应同时做好残损构件的修复和拔榫构件的归位。


  (2)外包钢加固


  当大木构架部分构件拔榫时,可采用外包扁钢加固归位后的节点(见图5)。扁钢宜做成丁字形。对劈裂、糟朽较严重的构件(一般缝宽大于30mm)采用普通嵌补或剔补维护已不够,需再用木条以耐水胶嵌补后,在损毁段加设2~3个扁钢箍或铁丝箍加固(见图6)。对梁端糟朽或折断较严重而不便更换的构件可采用夹接角钢或扁钢予以加固。



  (3)木材夹接、托接方法加固梁


  木梁人墙的支撑端易产生糟朽、虫蛀等损坏。如果梁上下侧损坏深度大于梁高的1/3而小于3/5时,可经计算后采取夹接(见图7)。木夹板的截面与材质不应次于原有梁,并应选用纹理平直、无木结和髓心的气干材制作。当夹接施工较困难时可采取托接的方式加固(见图8)。


  (4)钢拉杆加固


  当梁枋构件的刚度或承载力不够,如发现有断裂迹象,或屋架下弦受拉强度不够时,可采用钢拉杆加固法予以加强(见图9、图10)。加固前应确保木构件材质完好无腐朽、虫蛀。注意在采用拉杆加固时施加的拉力应适当。


  (5)包镶法和墩接法加固柱


  当柱脚周围的一半或一半以上表面糟朽,而深度不超过柱径的1/5时,可采取包镶的方法,即剔除糟朽部分后按剔凿深度、长度及柱子弧度,制备出包镶料,包在柱心外围,使之与柱外径一样平整浑圆,然后用铁箍将包镶部分缠箍结实。


  当柱脚槽朽严重,但未超过柱高1/4时,可采用墩接的方法进行加固。常见的方法为:木料墩接、钢筋混凝土墩接、石料墩接。


  木料墩接是先将槽朽部分剔除,再根据剩余部分选择墩接的榫卯式样,如“巴掌榫”“抄手榫”等(见图11)。


  (6)抽换柱子及辅柱


  抽换柱子即通常所说的“偷梁换柱”,是指在不落架、不拆除与柱有关的构件和构造部分的前提下,用千斤顶或牮杆将梁枋支顶起来,换上新柱。抽换构件必须在条件允许的情况下方可进行。不是所有的构件都能不落架更换,一般只有檐柱、老檐柱等与其他构件穿插较少,构造较简单的构件才能进行抽换。



  (7)新的化学加固


  采用新的化学滥浆加固工艺,对槽朽、虫蛀超过1/3的构件也可加固而不必更换,而且可以不落架大修。


  (8)碳纤维布(CFRP)与结构胶加固


  碳纤维以其轻质、高强、可塑性好、耐腐蚀、耐久性好以及卓越的施工性能和广泛的适用性在钢筋混凝土结构加固中普遍应用。基于这些性能,对于不规则断面的传统木构件的加固来说,它实为首选材料。


  由于纤维布非常轻薄,加固的木构件经彩绘后根本不影响外观,也几乎没有增加附加重量,可以代替传统加固法中的铁箍,不仅强度高得多,且施工极方便,更无需进行防腐处理,还能保护木材不受腐蚀。


  化学灌浆填充木构件,如辅以碳纤维布环绕包裹,则能大大提高其承载力。在木构件小裂缝的填充与嵌补、剔补中采用结构胶和掺木屑的配套填充料等现代材料比传统维护方法要简便、快捷且效果好。


  (9)更换新构件


  当木构件严重腐朽、虫蛀、烧损或开裂,而不能采用修补加固处理时,可考虑更换新构件(一般是落架拆解更换)。当原有构件承载力不够,挠度超过规范限值,又无法修补加固时,应予以更换。


  文物的价值在于它的存在,只有将文物保存下来才能体现出其历史、艺术、科学的价值,因此对损毁较严重的古建进行加固,延长其寿命是古建修缮中关键的环节。古建筑中承载着我国悠久传统文化,因此保护古建筑具有极高的现实意义。


 
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