古建筑木结构特点和其常用加固方法

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1、古建筑木结构特点和其常用加固方法　　【摘要】为了更好地保护好古建筑，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。随着科技的发展，不断改进完善的古建筑木结构加固修复新方法将会在古建筑的加固修复工作中发挥积极的作用。【关键词】木结构；古建筑；特性；加固方法中图分类号：K928文献标识码：A我国古建筑种类繁多，破坏机理不同，所采取的加固措施也不同。我们国家对古建筑的保护工作非常重视。近年来，随着

2、旅游事业的发展和人民物质文化生活的提高，有关部门组织力量对古建筑进行了一些加固和维修。本文根据木结构的结构特点介绍了木结构加固改造的方法。一、木材料的特性分析木材的优点：1、质量轻并且坚韧木材是质量轻耐压能力强的材料，其密度金属、水泥等小很多。钢铁的重量强度并没有木材的大。2、比较容易加工10木材相比于其他材料更易于加工，人们不必使用大型的加工设备就可以完成对木材的加工。3、自然美木材是大自然的产物，因而其具有一种钢筋、水泥无法媲美的自然美。木材的缺点:1、膨胀伸缩的较严重木材受到周围环境的湿度和温度的影响较大。木材受到影响后会使其弯曲变形，从

3、而影响古建筑的整体结构。2、容易被腐蚀木材主要是由有机高分子化合物组成，其受到昆虫和真菌的腐蚀较严重。腐蚀是古建筑的破坏主要原因。3、极容易燃烧木材相比于其他材料燃点非常的低,一般在100～200摄氏度就开始分解燃烧。10在古代并没有像现代的钢筋，水泥等材料。因而，木材成为了当时的主要的建筑材料。木材的材料性质不同于其他的材料，所以木材承受力的特性与其他材料承受力的特性有着本质的区别。木材是由天然的有机高分子组成，主要成分中碳约占40%，氢约占6%，氧约占42.5%，其余的是0.5%以下的氮和1%以下的矿物质成分。这种比例的有机高分子组合使其同

4、时具有弹性和黏性两种截然不同的机理的变形。如果木材长时间停留在受力的情况下木材将会慢慢的变形，若所承受的力变小时，经过一段时间后，木材的变形就不再增加了。当木材所承受的力超过某个极限时，木材料的变形量将会和时间成正比，这种现象知道木材被压断是才结束。所以，我们需从木材料的弹性和黏性同时考虑来讨论木材料的变形情况。为了弄明白木材料的材料特性和古建筑木结构变形的关系，我国著名的结构科学家陈国莹曾经分别在1977年和1982年利用了我国古建筑维修时换下来的旧木材结构进行了木结构的受力分析试验。试验中主要试验了横纹和顺纹的冲击、拉弯、硬度和抗压强度。从

5、而得出了我国古建筑木结构中的木材料不论年代其材料的变形情况基本上是相同的结论。造成我国古建筑木结构构件发生断裂，弯曲变形等破坏的只要原因是横纹抗压强度衰减和抗拉强度的百分比增大。在制订《古建筑木结构维护与加固技术规范GB5016592，1992》时编制人员我国大部分地区的古建筑旧木构件进行了实际的考察。对柏木（河北易县昌陵大牌楼，约200年）、落叶松（山西应县佛宫寺，约920年）和云杉（河北曲阳县北狱庙大殿，900余年）对这三种木材料进行了新木材和旧木材的多项材料性能指标的对比试验。试验结果显示，在柏木的力学指标中顺纹抗压强度和弹性模量降低约1

6、5%10，抗弯曲强度降低约30%。落叶松的顺纹抗压强度和弹性模量降低约20%，抗弯曲强度降低约13%。云杉木材的弹性模量降低约30%，顺纹抗压强度降低约为20%，抗弯曲强度降低了约为40%。从以上的调查试验可以得出结论，由于木材材料不同，各木材的木材性能指标也大不相同。目前我国还没有充分的研究出各木材材料使用后的力学性能的变化规律。所以，我国今后的古建筑研究的重要内容是对各木材材料性能变化的研究。二、古建筑木结构的结构特性中国的古建筑是以木构架为主，构成了富有弹性的框架。木构架结构有很多优点，首先，木结构恰到好处的分开了维护结构与承重结构，承重

7、与围护结构分工明确，屋顶的重量完全由木构架结构来承担，外墙起遮挡阳光、隔热防寒的作用，内墙起分割室内空间的作用。由于墙壁不承受屋顶的重量，这种结构赋予了建筑物以极大的灵活性。其次，有利于防震、抗震，木构架结构很类似今天的框架结构，由于木材具有的特性，而构架的结构所用斗拱和卯又都有若干伸缩余地，因此在一定限度内可减少由地震对这种构架所引起的危害。10中国的古建筑从结构的角度看来，与我们现代的“框架”结构基本相似，两者最大的不同就在于其节点的构造不同。其中斗拱当属于最复杂的节点。斗拱在我国拥有两千多年的历史，其主要由一系列木构件纵横穿插、层层相接而

8、成的。在较大或大型的建筑物中柱子和屋架之间的承接过渡部分主要应用的就是斗拱。斗拱主要承受屋面和上梁梁架的负荷，并将负荷传递到柱子上去。在室内使用斗拱时