古建筑木结构的破坏类型及加固方法

1 研究背景

中国古建筑以木建筑为主，它们因其独特的受力性能，能够历经风雨，保存至今，如建于唐代的五台山佛光寺、建于辽代的山西应县佛宫寺释迦塔。然而，由于自然环境的影响，以及木结构本身材料的腐朽老化，再加上修缮工作不及时，许多古建筑的承载力和稳定性不断下降，甚至处于体系破坏、结构坍塌的危险境地。中国古建筑是人类各时期物质文明和精神文明的体现，是连接历史的桥梁，具有重要的历史价值和科学价值，保护好这些古建筑，使其能够长久保存下去，是我们当代建筑者不可推卸的重要责任，所以研究木结构的加固措施具有非常重要的意义。 2 破坏类型

木结构在长期使用过程中，由于受荷时间长久，加之木材老化等原因，会导致木结构性能不同程度的降低，最终发生破坏。木结构常见的破坏类型有以下几种[1~2]. 2.1 开裂

木材在加工过程中水分没有完全蒸发，木材表层和内部干燥速率不同，导致木纤维内外收缩不一致，从而产生裂缝；木结构在使用过程中，由于长时间受荷，加之木材老化，其抗拉、抗压、抗弯、抗剪性能下降，从而在外力下产生裂缝。

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2.2 腐朽

木材的主要成分为纤维素、半纤维素多糖和木质素等，当木材长期处于潮湿环境时，会滋生真菌的繁殖，从而导致木材产生腐朽，遭受彻底破坏。常见的腐朽部位有柱脚、柱头、柁头和后檐檩等。腐朽可使构件的受力截面积减小、承载力降低，对结构非常不利。 2.3 变形

木结构在荷载作用下会产生变形，但由于木材老化，造成承载力下降，或者结构负荷过重，可能导致变形超过规范允许值。构件变形过大，不但影响美观，也给结构安全带来很大隐患。 2.4 拔榫

卯榫连接是古建筑木结构连接的主要形式，常用于柱与柱、柱与梁、梁与梁之间的连接。在长期受荷情况下，加上木材自身的收缩等因素，卯榫节点容易松动，发生拔榫现象。拔榫使梁柱的受力截面积变小、承载力降低，对结构整体产生不利影响。 2.5 虫蛀

侵蚀木材的主要对象是白蚁，白蚁喜阴，多数分布于南方，所以南方木结构易遭虫蛀，北方相对较少。 3 加固方法

木结构的加固措施有很多种，一般情况下都是多种方案相互结合使用，下面主要从整体加固和构件加固两个方面对其进行阐述。 3.1 木结构的整体加固方法 3.1.1 落架大修

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即全部或局部拆落木构架，对残损构件或残损点逐个进行修整、更换残损严重的构件，再重新安装，并在安装时进行整体加固。落架大修的工程，应先揭除瓦顶，再自上而下分层拆落望板、椽、檩及梁架。在拆落过程中，应防止榫头折断或劈裂，并采取措施，避免磨损木构件上的彩画和墨书题记。这种方法适用于梁架构件拔榫、弯曲、腐朽、劈裂非常严重，必须更换构件或使榫卯归位的维修工程，不足之处是可能对结构的原貌造成损伤。 3.1.2 打牮拨正

即在不拆落木构架的情况下，使倾斜、扭转、拔榫的构建复位，再进行整体加固。对个别残损严重的梁枋、斗栱、柱等应同时进行更换或者采取其他修补加固措施。对木构件进打牮拨正时，应先揭除瓦顶，拆下望板和部分椽，并将擦端的榫卯缝隙清理干净，如有加固铁件应全部取下，对已严重残损的檩、角梁、平身科斗等构件，也应先行拆下。这种方法适用于建筑外闪严重但大木构件完好、不需要换件或仅需换个别件的维修工程。 3.1.3 修整加固

即在不揭除瓦顶和不拆动构架的情况下，直接对木构架进行整体加固。这种方法适用于木构架变形较小、构件位移不大、不需要打牮拨正的维修工程。

3.2 木结构构件的加固方法 3.2.1 嵌补加固法

对于木柱的干缩裂缝，当裂缝深度不超过柱径（或该方向截

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