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古建筑的木结构修缮
2025-09-24 06:36:12 责编:小OO
文档
古建筑中木结构的修缮

修缮是古建筑保护的中心环节,这里只介绍木结构的修缮。

1、木结构修缮原则

   我国以木结构为主体的古建筑,经历了数百年,甚至上千年的风风雨雨的考验,有些完整地保存至今,成为我国宝贵的文化遗产。但是,木材作为一种生物材料,受环境因素的影响,很容易发生劣化。加之对一些建筑的保管使用不当,更加速了这一劣化的进程。一些人为的社会因素,也会给古建筑造成不可弥补的破坏。因此,我国古建筑面临巨大的维修任务。

   关于古建筑的维修,1982年11月五届全国常务委员会通过的《中华人民共和国文物保》第十四条规定:古建筑“在进行修缮、保养、迁移的时候,必须遵守不改变文物现状的原则”。

   根据这一原则,在具体操作时要注意做到下述几点:

(1)有统一规定的,一定要按照统一规定做;没有同意规定的,要按当地常见的做法做。

(2)若建筑物没有被修缮过的记录,在修缮中应尊重和保持原状,不能改动;若建筑物经后人修缮改变了原有传统做法和制式,重修时要尽可能地予以纠正,以使其符合原状。

(3)不同地区,不同时代的古建筑,都有各自不同的手法和风格,维修时要尊重当地技术传统和建筑物的时代特色。

2、木结构修缮的新趋势——现代科学技术的应用

  在科学技术高度发达的今天,古建筑维修中,新技术、新材料的应用必将日益深人和广泛。

  利用现代科学手段,如X射线、超声波和激光等,对大木结构做无损探伤,已能精确地测定构建损害的部位、大小和损害程度等。用X射线照相技术甚至可以确定某些木质害虫的种类。一些物理手段已成功地用于木结构和木质文物的杀菌和杀虫。

  高分子材料用于腐朽和虫蛀木结构的加固,国外早在19世纪末已实验性地做了大量工作,至20世纪20年代,已开始被广泛应用。而我国在20世纪70年代初才正式用于实践。实践证明,用高分子材料加固木结构,省时、省力、节约开支,加固后强度高于原来木材强度,而且加固部位还具有防腐、防蛀的效果,在古建筑维修和木质文物保护中值得推广。

  木材的化学防腐处理是古建筑维修面临的更加迫切的问题。

  由于历史的局限,我国古代建筑木结构没有做专门的化学防腐处理。工代工匠尽管在施工中采取了特殊的通风防潮措施,特别是选用了耐腐、耐蛀的树种,使得有些建筑物虽历千年而不腐,但毕竟木材的腐朽和虫蛀以及物理化学损害,是很难避免的自然现象。同时,我国现在森林资源严重缺乏,用于古建筑的可供选择的耐腐树种已经不多,实际上,大量使用的是不耐腐的白松和红松。因此,维修中化学防腐处理便被提到了绝对不容忽视的地位。

  近年来,我国一些地方在园林内,作为旅游景点,新建了一批仿古建筑,由于使用了不耐腐的树种,有的甚至使用了含有大量幼龄材的进口速生树种,在没有做任何防腐处理,且含水率过高(有的高达40%以上)的情况下做了油饰,使得这样一些建筑物在建成后3-5年内陆续发生了严重的腐朽,有些甚至已成危房。

  目前,古建筑木结构的防腐处理已日益受到有关方面的重视。1993年竣工的、举世瞩目的布达拉宫维修工程,以及稍后的塔尔寺维修工程,都运用了现代化的化学防腐处理。北京市园林局下属的颐和园和地坛公园等维修工程,使用了防腐处理和化学加固的方法,确保了维修工程的质量,将成倍的延长建筑物的使用寿命。

3、大木结构的修缮

  木结构的保护处理一般都是配合修缮工程,与修缮同步进行的,因此,从事保护的工作人员应该对木结构的修缮方法有一个基本了解。

  立柱和梁架是整个木结构的重要构件,起着支撑整个建筑物的作用。他们的腐朽、虫蛀和损坏变形会严重影响木结构的承载力,从而危及整座建筑物的安全。

(1)立柱的维修

   立柱的主要功能是支撑梁架。年长日久,立柱受环境影响和生物损害,往往会出现腐朽和开裂,柱根更容易腐朽。尤其是包在墙内的柱子,由于缺乏防潮措施,有时整根柱子腐朽,严重的会丧失承载能力。柱子的损害情况不同,处理方法也应有所不同。

 ① 局部腐朽的处理:柱子表面局部腐朽,深度不超过柱经1/2,而尚未影响立柱的承载力时,一般采用挖补和包镶的做法。

挖补时,先将腐朽部分剔除干净,最大限度地保留柱身未腐朽的部分。剔除部分应成标准的集合形状,将洞内木屑杂物剔除干净,用防腐剂喷(或涂)至少3遍。嵌补木块与洞的形状尽量吻合。嵌补前,木块也要用防腐剂处理。嵌补木块用胶黏接或用钉钉牢。

如果柱子腐朽部分较大,面积在柱身周围一半以上,或柱身周围全部腐朽,而深度不超过柱子直径的1/4时,可采用包镶做法。先将腐朽的部分沿柱周截一锯口,剔除柱周腐朽的部分,再将周围贴补新材料。剔除腐朽部分后的槽口和嵌补的新木料均应做防腐处理。嵌补木块较短时,可以用胶黏或钉牢,较长时需加铁箍1-2道。箍的宽窄、厚薄根据具体情况决定,铁箍要嵌入柱内,以便油饰。

  ②开裂的处理:木材在干燥过程中常会产生开裂。如果立  柱制作过程中含水率过高,在使用过程中会产生纵向裂痕。对于细小轻微的裂痕(裂缝宽度在0.5cm以内)可用环氧树脂腻子封堵严实。裂缝宽度超过0.5cm,可用木条黏牢补严,操做与挖补方法相同。如果裂缝不规则,用凿铲等制成规则的几何                       形槽口,以便于嵌补,同样,要做好新、旧木材料的防腐处                 理。用于木材的裂缝是真菌孢子很好的着生地,为此,更应做好防腐处理。

裂缝宽度在3cm以上,深度不超过直径的1/4时,在嵌补顺纹通长木条后,还应加铁箍1-4到。若裂缝超出以上范围,或有较大的扭转纹裂缝,影响柱子的承重时,应考虑更换新柱。

    ③高分子材料浇铸加固:化学加固是有效的的木结构维护方法。柱子受白蚁危害后,往往外皮完好,内部已成中空,或由于原建时选择不当,使用了心腐木材,时间一久,便会出现柱子的内部腐朽。外皮基本完好的柱子一般均可以采用化学加固的方法。常用的高分子材料有不饱和聚酯和环氧树脂。

   整柱浇铸时,与柱子结合处的梁枋榫卯等应事先用油纸包好,以避免榫卯与柱子黏牢,影响以后的修缮。

   ④严重腐朽部分的处理:柱子使用过程中,往往会发生局部的严重腐朽,腐朽的深度超过柱直径的1/2。这样的情况大多发生在柱脚及上部与梁枋榫卯的结合处,而其他部位立柱材质任然完好。此时宜采用墩节的方法。

  柱子墩接的方法有多种,不管使用哪种方法,在墩接的过程中,对新旧木料,特别是对保留的旧柱子部分应严格按照规程做好化学防腐处理。在具体施工过程中,往往不能将腐朽部分全部截去,而要保留内部腐朽了一部分的旧柱子。处理这部分柱子,除了必要的喷涂防腐剂外,还应做内部吊瓶防腐处理。

  ⑤柱子全部严重腐朽的处理:当柱根立柱从上至下全部严重腐朽,已失去承载能力,而梁架尚属完好时,为避免大落架、大拆卸,可采取换柱子的方法。

   柱子抽换前,首先应把柱子周围(如坎墙、窗扇、抱框及与柱子有关联的梁枋榫卯等)清理干净。然后,切实支好牮杆,使原有的柱子不在承受荷载。再将旧柱子撤下,把新柱子换上,就位,立直。

  更换新柱子在制作完成后,抽换前,应认真做好防腐处理。抽换工程中难免会有小的修改加工。修改过程破坏了原来木材上的防腐层,则修改处应做好补充的防腐处理。新柱子贴墙处应涂防腐油。

4、梁架的维修

  我国古建筑的大木结构承受住屋顶的全部重量。木结构受物理、化学和生物等因子的影响,不可避免的发生损害,是承载能力降低。久而久之,梁架就会发生、下沉、腐朽、破损等情况,特别是木材的腐朽,更加速了梁架的破坏。因此,采取必要的防腐措施,应列为梁架修缮中重要的一环。

1裂的处理:梁、枋、檩等构件的劈裂主要是由于木

材本身的性质决定的。木材制作时,含水率过高,上架后木件在干燥过程中难免产生开裂,影响构件的承载力。修缮时应根据不同情况,采取不同的加固措施。

  轻微的劈裂可直接用铁箍加固,铁箍的数量和大小根据具体情况而定。铁箍一般采用环形,接头处用螺栓或特制大帽钉连接。断面较大的矩形构件可用U形铁兜住,上部用长脚螺栓栓拧牢。

如裂缝较宽、较长、在未发现腐朽的情况下,可用木条嵌补,并用胶黏牢。若同时发现腐朽,则应采用挖补的方法或环氧树脂浇铸加固,在浇铸钱一定要把腐朽部分清除干净。

根据相关规定,顺纹裂缝的深度和宽度,在不大于构件直径的1/4,长度不大于木件本身长度的1/2;矩形构件的斜纹缝不超过2个相邻的表面,圆形构件的斜纹裂缝不大于周长的1/3时,可采用上述方法处理。裂缝超过一定限度,则应考虑更换构件。

②包镶梁头:梁头暴露在室外,很容易因漏雨受潮发生腐朽。当腐朽并未深及内部时,可采用包镶法处理。

包镶时,先将梁头腐朽部分砍净、刨光,用木板依梁头尺寸包镶、胶黏、钉牢,最后镶补梁头面板。整个过程中,均应按照要求做好新、旧木料的防腐处理。

另外,包镶也可以采用环氧树脂浇铸的方法。做法是先将腐朽的部分砍净剔光,用胶合板依梁头大小钉成模版,并预留浇铸孔。浇铸料的配制请参照化学加固的方法。若梁头仅为非承重部分,可用锯末作填充材料。

  在更换新制大梁时,有时由于断面尺寸不够大,也可采用包镶梁头的方法,使其能与原有的其他梁头取得形式上的统一。

  如果腐蚀严重,深及大梁内部影响承重或承重部位长期受压产生劈裂或环裂时,则应考虑换大梁。

  ③构件拨榫、滚动的处理:我国古建筑均采用榫卯结合,往往由于年久失修,受各种因素,如地基下沉、柱脚腐朽、构件制作不精或榫卯结合不紧密等的影响,而导致整个建筑物的倾斜。构件也常伴有松散、拨榫、滚动等现象,对此,易应采用相应措施。

 对于非腐蚀因素造成的问题可参考有关资料按常规法拨正和紧固。

  如桁条榫子腐朽,可将朽榫锯掉,在截平后的原榫位,剔凿一个较浅的银锭榫口,再选用纤维性好,不易劈裂的木块新做一个两端都呈银锭榫状的补榫。将较短的榫嵌入新剔的卯口,做好防腐处理,胶黏、钉牢、归位,插入原桁条搭接,也可用环氧树脂做成补榫黏接

   桁条的局部腐朽采用挖补方法处理。

  ④角梁的加固:鉴于角梁所处的位置,易受风雨侵蚀,很容易发生腐朽和开裂。由于檐头沉陷,角梁也常伴随出现尾部翘起或向下溜窜等现象。

  加固修补方法是将翘起或下窜的角梁随着整个梁架拨正时,重新归位安好,在老角梁端部底下加一根柱子支撑,新加柱子要做外观处理。

 角梁头腐朽,可采用接补发处理,做好与柱子的墩接法相同。如果仔角梁腐朽大于挑出长度的1/5时,应做整根更换。

  梁尾劈裂,加固时可用胶黏补,再在桁的外皮加铁箍一道抱住梁尾,用螺栓贯穿,将老角梁和仔角梁结合成一体。

  ⑤椽子与飞椽:由于屋面漏雨等原因,椽子也很容易发生腐朽、劈裂和折断。通常采用加附椽子的方法做加固处理。当屋面上大多数椽子完好,只有个别几根需要更换,因受条件,又不易抽换时,可复制1-2根新椽子,顺原椽身方向插进去,搭在上、下桁上,钉牢。

  如椽子腐蚀。折断过多,则因考虑挑修屋面,普通更换椽子。新制椽子由于体积较小,宜采用侵泡法做防腐处理,建议使用4%的硼硼酚溶液,侵泡24h。根据木材树种和含水率的不同,可适当增减侵泡时间,原则是保证达到最低吸药量——4kg(干药)/m3(木材)。

  由于所处位置易受侵蚀,飞椽也是容易腐朽的构件。维修实践证明,往往是在椽子尚大多完好的情况下,飞椽已成严重腐蚀,需要更换。

  连檐瓦口是由几段木料连接而成,由于受风雨侵蚀,常会发生腐朽、弯折和扭翘等。同时,在挑顶维修时,这些小件很难保持完好,往往都有损坏,一般需要更换新料,更换前则需与飞椽和椽子等一并做防腐处理。下载本文

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