劉昊天

【摘要】古建筑木結(jié)構(gòu)作為較多典型掛建筑物的結(jié)構(gòu)形式之一，無論從其結(jié)構(gòu)特性還是力學(xué)性能等方面都具有明顯的優(yōu)勢。然而古建筑木結(jié)構(gòu)長期受風(fēng)雨侵蝕、強震破壞以及人為破壞等，極易面臨整體結(jié)構(gòu)受損，甚至坍塌等危險，這就要求根據(jù)其結(jié)構(gòu)性能采取相應(yīng)的加固修繕措施。本文主要對古建筑木結(jié)構(gòu)的特征與破壞、修繕加固古建筑木結(jié)構(gòu)的方法以及古建筑木結(jié)構(gòu)的性能進行探析。

【關(guān)鍵詞】古建筑木結(jié)構(gòu)；修繕加固；性能

前言：

作為華夏文明的具體表現(xiàn)，古建筑木結(jié)構(gòu)在我國歷史長河中塑造較多傳奇，包括廟宇、園林、宮殿等典型建筑物，被譽為中國建筑領(lǐng)域中的“瑰寶”。但如何對這些建筑結(jié)構(gòu)進行保護，又成為當(dāng)前大多學(xué)者研究的重要內(nèi)容，較多外界因素影響下，加上古建筑結(jié)構(gòu)自身的缺陷都使整個結(jié)構(gòu)性能逐漸降低，修繕加固工作勢在必行。因此，本文對古建筑木結(jié)構(gòu)性能與修繕加固方法的研究，具有十分重要的意義。

一、古建筑木結(jié)構(gòu)的特點與破壞分析

通過大多學(xué)者實踐研究表明，古建筑木結(jié)構(gòu)與一般建筑結(jié)構(gòu)相比，在營造技術(shù)、結(jié)構(gòu)布置以及概念設(shè)計等較多方面都表現(xiàn)出一定的優(yōu)勢。從其結(jié)構(gòu)特點看，主要表現(xiàn)在：第一，建筑材料以木材為主。從大多典型古建筑特征便可看到，其強調(diào)充分發(fā)揮木材的應(yīng)用功能，整個建筑骨架完全以木結(jié)構(gòu)形式為主，且木材本身不具備較大的剛度與質(zhì)量，即使在地震力影響下，也不會產(chǎn)生較大的破壞。第二，層次分明且造型優(yōu)美。該結(jié)構(gòu)類型下通常設(shè)置三個或四個層次，如殿堂式建筑，其自下而上分別為臺基層、柱架層、枓栱層以及屋蓋層，在布置形式上又強調(diào)對稱，造型極其優(yōu)美。第三，抗震性能較好。木結(jié)構(gòu)建筑在造型設(shè)計中強調(diào)以“大屋蓋”技術(shù)為主，整體結(jié)構(gòu)與現(xiàn)代鋼結(jié)構(gòu)、砌體結(jié)構(gòu)等都極為不同，如五臺山較多古建筑木結(jié)構(gòu)，即使經(jīng)歷較多地震，仍維持至今。

而從古建筑木結(jié)構(gòu)的破壞情況看，主要表現(xiàn)在上部木結(jié)構(gòu)、地基基礎(chǔ)兩方面的破壞。以地基基礎(chǔ)破壞為例，其可細化為：①因選址不合理帶來的破壞，如在山尖、山嘴或易出現(xiàn)泥石流、山體滑坡等位置進行設(shè)計，一旦有自然災(zāi)害出現(xiàn)便會產(chǎn)生致命性的破壞；②因自然作用而帶來的破壞，如較多建筑長期受到風(fēng)雨侵蝕或地震作用影響，砌塊材料性能逐漸降低，臺基基礎(chǔ)便可能出現(xiàn)變形為題；③人為因素影響，如在古建筑周邊進行施工或取土，很容易對地基基礎(chǔ)帶來影響。另外，在上部木結(jié)構(gòu)方面，其破壞的問題主要集中在構(gòu)件破壞、節(jié)點破壞等方面。如在構(gòu)件破壞問題上，與混凝土、鋼材等材料不同，木結(jié)構(gòu)中應(yīng)用的木材材料在力學(xué)性質(zhì)上存在較大的差異，開裂與老化問題極易出現(xiàn)。因此，實際加固古建筑木結(jié)構(gòu)中，需做好這些破壞問題的分析[1]。

二、修繕加固古建筑木結(jié)構(gòu)的具體方法

（一）修繕加固的原則

古建筑木結(jié)構(gòu)本身作為古文物的象征，承載較多歷史信息，這就要求在實際修繕加固中遵循維持文物原狀的原則。在加固時需保證建筑結(jié)構(gòu)原有的工藝技術(shù)、建筑材料、建筑結(jié)構(gòu)以及建筑形制都得以保存，避免對原文物外貌特征造成破壞。同時，在修繕加固中應(yīng)遵循可逆性原則。其主要指在引入相關(guān)更換構(gòu)件、連接構(gòu)件以及加固材料過程中，需保證整個結(jié)構(gòu)能夠滿足可再處理要求，這樣一旦建筑日后使用中受到破壞，仍可利用相應(yīng)的材料與技術(shù)進行修繕。另外，在加固中還需禁止對結(jié)構(gòu)受力體系進行改變，古建筑木結(jié)構(gòu)在受力性能方面本身具有明顯的優(yōu)勢，所以在加固后仍需保證其受力分配狀態(tài)、傳力路徑等不被改變。

（二）修繕加固的主要方法

實際修繕加固過程中，首先應(yīng)從地基基礎(chǔ)方面著手，針對不同原因產(chǎn)生的破壞問題可采取針對性的策略。如古建筑處于山下、山頂位置，在加固中可選用擋土墻、石砌護坡等形式；而對于臺基砌體，加固中需做好裂縫問題的處理，可考慮將鋼筋網(wǎng)鋪設(shè)在新舊磚層中，并通過灌漿使所有縫隙得以加固。其次，對于上部結(jié)構(gòu)加固問題。在加固中需對木材的穩(wěn)定性進行增強，引入相關(guān)的化學(xué)藥劑，在此基礎(chǔ)上對構(gòu)件與節(jié)點進行加固，如構(gòu)件方面可考慮引入墩接加固法，使新舊材料能夠融合，性能由此得到提升。除此之外，在實際加固中也涉及到圍護結(jié)構(gòu)加固內(nèi)容，應(yīng)注意在不破壞其原貌的基礎(chǔ)上引入壓力灌漿方式，使墻體的強度得到提升[2]。

三、古建筑木結(jié)構(gòu)整體性能分析

關(guān)于古建筑木結(jié)構(gòu)的性能，其在建筑不同的結(jié)構(gòu)層表現(xiàn)也極為不同。以基礎(chǔ)層為例，其在構(gòu)成上主要以臺基、柱礎(chǔ)石以及磉墩等為主，在地震力作用下，基礎(chǔ)層中的柱腳可起到明顯的減少地震作用力作用，所以在抗震性能上較為明顯。再如柱架層方面，一般設(shè)計中多采用雀替方式，其可使建筑的立面得以豐富，且對于梁段抗剪以及抗彎等性能的增強可起到明顯的作用。而在結(jié)構(gòu)鋪作層方面，若設(shè)計中可使各枓栱鋪作保持協(xié)同，這樣即使有較大的荷載作用其中，鋪作因相互擠進，使自鎖聯(lián)結(jié)功能上得到強化，有效減小破壞程度。另外，在屋蓋層方面，其動力性能優(yōu)勢也極為明顯，所以結(jié)構(gòu)的整體性能都極高[3]。

結(jié)論：

修繕加固是保證古建筑木結(jié)構(gòu)綜合性能的關(guān)鍵所在。實際修繕加固中，應(yīng)正確認(rèn)識結(jié)構(gòu)的特點以及不同破壞因素下對地基基礎(chǔ)、上部木結(jié)構(gòu)帶來的影響，在此基礎(chǔ)上針對不同破壞部位選取相應(yīng)的加固處理方式。同時，在加固中還需對不同結(jié)構(gòu)層次的性能進行研究，以此為修繕加固提供有效參考。

參考文獻：

[1]張風(fēng)亮.中國古建筑木結(jié)構(gòu)加固及其性能研究[D].西安建筑科技大學(xué)，2013.

[2]陳志勇，祝恩淳，潘景龍.中國古建筑木結(jié)構(gòu)力學(xué)研究進展[J].力學(xué)進展，2012，05：644-654.

[3]李鵬飛.多層殿堂式木結(jié)構(gòu)古建筑尚有閣的結(jié)構(gòu)及抗震性能研究[D].西安建筑科技大學(xué)，2012.

[4]劉力.中式建筑的中國式歸來[J].中國房地產(chǎn)業(yè).2014.7