《古建筑木结构修复加固技术分析与展望(共5页).doc》由会员分享，可在线阅读，更多相关《古建筑木结构修复加固技术分析与展望(共5页).doc（5页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。
1、精选优质文档-倾情为你奉上古建筑木结构修复加固技术分析与展望作者：王霓来源：砖瓦世界下半月2019年第01期摘; ;要：中国木结构建筑历史悠久、类型多样、体系完整，在世界建筑中独树一帜，代表了中国辉煌的物质和精神文明，具有极高的历史、科技和艺术价值。木材作为生物材料，在长时间自然环境及人为因素作用下，易产生变形、裂缝、腐蚀，影响建筑结构安全，造成建筑价值信息丢失。 因此，需要对古代木结构建筑进行不断修复加固.我国对于木结构保护修复加固的科学研究起步较晚，大量保护工作仍以传统修缮方法为主，不完全符合相关保护原则， 亟待对木结构修复加固技术进行系统梳理，分析技术现状问题，结合遗产保护的理念和现代技
2、术发展，进一步探究其未来发展趋势，以推动木结构修缮技术的发展完善.关键词：古建筑、木结构修复、;加固技术、分析与展望一、古建筑木结构基本特点和保护原则中国古代建筑以木构架为主，在木柱上加设梁枋，梁枋上铺设屋顶，屋顶重量经梁枋、柱子传递至地面， 柱子、梁、枋等构件之间通过榫卯连接，构成富有弹性的框架结构。 按照构造特点，建筑构架可分为抬梁式、穿斗式和井干式，按照构件类型，建筑构件可分为大木作（柱、梁、枋、斗拱等）和小木作（门、窗、隔断、栏杆）. 建筑构架和構件主要以木材为原料，木材具有良好的抗压和抗弯能力，同时也存在逐渐变大、弹性模量低、易老化、易朽坏等问题，由此导致木构件的各种损坏，需要持续地
3、加固维修。由于古建筑是中国建筑遗产的重要组成部分，针对其木结构的修复加固也必须遵循遗产保护的原则。 建筑遗产保护的核心原则是真实性、完整性. 真实性要求在修缮过程中，保护好建筑的原材料、工艺、设计和它所反映的历史、文化等相关信息。 完整性要求对遗产价值、价值载体及其环境等各要素进行完整保护。 由核心原则还衍生出一系列的派生原则，如最小干预、可逆性、可识别性等。最小干预要求对建筑的修缮，保持在必要部分、减少到最低限度。 可逆性要求修缮所采取的任何措施都是临时的，后期需要时可以随时去除。 可识别性是指为修缮所添加的任何构件和材料，都要具有可识别性。 根据现代建筑遗产保护要求，这些原则是建筑遗产在保
4、护过程中所必须遵循的，但当前中国古建筑木结构的修缮方法与上述原则并不完全相符，有待进一步完善。二、探析古建筑木结构修复中新型材料的应用中型或者大型木结构古建筑进行修复时，修复人员在修复过程中不会大量且大范围的使用同种木质材料来进行修复，而是采用局部修复的方法对木质结构进行修复，从而增强木质结构的受力性能。同时，在实际木结构古建筑修复过程中，越来越多的使用新型材料来进行木结构古建筑的修复。除此之外，将新型修复材料应用到古建筑木结构的修复工作中，除了可以将古建筑木结构的原本样貌进行保留外，还可以大幅度的提升木结构的受力性能，有效提升古建筑的安全性。目前，主要在古建筑木结构修复中的新型材料有很多种，
5、例如，碳纤维增强材料、玻璃纤维增强材料等等，同时本文也将就集中新型材料在古建筑木结构中的修复应用情况进行重点分析。（一）碳纤维增强材料（CFRP）在古建筑木结构修复中的应用在古建筑中，由于受限于当时施工技术水平，其中的结构主要采用木质材料搭建而成，但是对于木结构来讲，由于存在其本身属性的制约，例如，存在相对较低的弹性模量，同时也极易出现形变等，并且随着古建筑存续时间的延长，相应的病害情况也会就此出现，影响古建筑的存续。因此，在对古建筑木结构进行修复时，可将木质材料与复合高强材料进行结合，从而形成具有高承载性的木质材料，进而有助于实现提升木结构荷载能力的目的。对于碳纤维增强材料（CFRP）来讲，
6、如果将其与普通材料相比，碳纤维增强材料在抗拉强度、膨胀系数、延伸率以及模量等方面均体现出较强的优势。同时，碳纤维增强材料同样存在非常优良的力学性能，若将其与普通钢材相对比，前者的强度要远大于钢材，有的甚至超出约 30 多倍，并且在具有高强度的同时，其重量也相对较轻，所以将其用在古建筑木结构的修复过程中，可以有效的降低自重，从而有助于古建筑木结构稳定性的提升。此外，作为一种新型材料，抗腐蚀性能突出也是碳纤维增强材料的另一大特点。同时，将木结构与碳纤维增强材料相融合，可以显著的提升古建筑木结构的载荷性能。所以，在修复古建筑木结构中，修复人员可以对碳纤维增强材料加以应用，有助于古建筑木结构修复质量的
7、提升。在实际应用过程中，碳纤维材料主要以碳纤维布的方式来进行体现，同时，将浸渍胶与碳纤维布予以配套使用，便可成为碳纤维复合材料，在材料老化、结构裂缝处理以及加固等领域进行应用，可以极大的提升修复效果。具体使用步骤为：在修复作业开始前，对需要修复的木结构表面予以全面的清扫，以便基底树脂可以有效的涂刷上去;将碳纤维布粘贴在修复区域的表面，并用专业设备将布与修复区域表面之间存在的气泡挤出，同时予以压实;将防护层涂刷在加固修复后的木结构表面中，以增强其今后的耐久程度。（二）玻璃纤维增强材料（GFRP）在古建筑木结构修复中的应用所谓玻璃纤维增强材料（GFRP），其基本特点与前文所述的碳纤维增强材料有着较
8、多相似的地方。例如，玻璃纤维增强材料在抗载荷以及耐腐蚀性等方面均比较突出，同时也有着较高的强度，可在古建筑木结构修复过程中加以应用。然而，对于玻璃纤维增强材料而言，其也有着一定的缺点，例如，在对矩形截面进行约束时，其力学性能难以得到最大限度的发挥，所以会出现材料浪费的情况。同时，在古建筑木结构表面中来粘贴玻璃纤维布，其可以在一定程度上提升结构的耐久性与力学性能，可有效的对受损木结构进行修复，并且可起到一定的加固作用。（三）连续玄武岩纤维（CBF）在古建筑木结构修复中的应用一般来说，可塑性优良，力学性能突出、较强的抗腐蚀性以及良好的剪切性等是连续玄武岩纤维（CBF）的主要特点。所以，作为一种新型
9、的无机纤维材料，将其以玄武岩纤维布的形式应用在古建筑木结构修复环节中，不仅可以提升木结构的力学性能，同时有助于恢复古建筑木结构的外观结构，并且在操作方面也比较简便。在修复古建筑木结构过程中，由于玄武岩纤维材料存在较多优点，所以在此领域得到了广泛应用。对于修复程序来讲，其与手机贴膜的工艺流程大致一样，具体可分为三个环节，即：将古建筑木结构表面予以全面的清理，避免有杂质覆盖其中;用纤维布将修复区域进行包裹，同时将气泡用力挤出，防止其它杂质进入;为了保护纤维布表面，用树脂对纤维布进行涂抹，并且有助于延长纤维布的工作年限。此外，在对木结构应用玄武岩纤维布进行加固时，所用的粘贴方法概述为两种，即：连续黏
10、贴与分段黏贴，此外，按照侧应作用方法的不同，又分为主动加固法与被动加固法。对于主动加固法来讲，其指的是在木结构中将纤维布进行套设;被动加固法则指的是在木结构中直接用纤维布进行连续黏贴与缠绕，随后将 BFS 溶液注入到中间缝隙中，并将压力从侧面进行施加，从而达到加固的目的。（四）化学加固木构件由于木质材料长期处于潮湿环境中，极易出现腐烂的情况，再加上虫蚁的啃食，导致木结构内部出现中空现象。通常来讲，如果出现大面积的腐烂情况，修复人员在进行木结构修复作业时，要先将腐烂部分全部清除，再灌注相应的化学试剂，从而加固木结构。此外，假如木结构因蛀虫啃食，则无疑会增加修复难度，此时修复人员要利用现代化检测仪
11、器，例如，通过超声波来对木结构进行检测，待确定位置后予以化学加固。同时，木结构通过化学修复作业后，其外观不会出现较大变化，并且木结构的抗腐蚀性也因此增强，有助于延长木结构的工作年限。三、古建筑木结构常用加固方法（一）化学加固木构件古建筑木结构因为施工材料的性质，长期的潮湿的环境下很容易出现腐烂的情況，或者是因为木质材料内部受到昆虫的啃食，导致内部空间出现中空的情况。通常情况下，当木质材料出现大面积腐烂的时候，在对木质材料进行加固的时候，需要先除去腐烂的部分，然后选择使用不饱和聚树脂等化学剂进行加固;对于因为受到昆虫啃食而出现的不容易修复的情况，主要是采用超声波等现代化、精密的检测仪器进行化学加
12、固。经过化学修复的木质材料从外观上与原材料差别并不大，但是却具有较强的抗腐蚀的性能，可以有效地提升古建筑木结构的使用寿命。随着科学技术的快速发展，在进行木结构加固的过程中，使用化学材料进行加固已经非常常见了，因为化学材料使用相对于方便，已经的得到了广泛的应用。（二）及时对古建筑进行维修在古建筑中，大部分的施工材料是木质材料，经过长时间的风吹日晒雨淋之后，很容易出现不同程度的破损、变形、腐蚀的情况，并且古建筑自身的承重能力也会受到一定的影响，如果不及时进行修复、加固，就会导致古建筑出现毁损、倒塌的情况，为了有效地保护古建筑，必须加强对古建筑木结构的修复。但是每一个古建筑因为建设的年代不同，风格也
13、就不同，古建筑反应着当时、当地的宗教信仰、风俗习惯、社会的繁荣情况，为此，在进行加固修复的过程中，不能对古建筑的原貌进行更改，不能让古建筑失去自身的特点。所以，在对古建筑进行加固、修复的时候，不能盲目的进行，应该先了解需要修复古建筑的历史情况、需要表达的特点、建筑的原有结构，在修复时尽最大的可能将建筑进行还原。在进行修复的过程中还可以使用扒钉进行直接的固定、扁钢外包并用螺栓固定或者是采用角钢对节点进行支撑。（三）木结构修复中碳纤维增强材料（CFRP）的应用在对木结构进行修复时，因为木结构的弹性模量不是很高，容易出现变形的缺点，在进行加固时可以使用复合性能较强的材料与木质材料进行有机的结合，产生
14、新的木结构材料，这样可以有效的保证古建筑的荷载标准。碳纤维增强材料在力学性能上比普通的材料具有较强的抗拉力性能，并且CFRP在模量、膨胀系数、比强度等方面具有一定的优点。碳纤维材料与普通的钢材料相比具有较强的力学性能，大约比钢材料高出20-50倍，这样就会在很大程度上降低木质材料自身重量而产生的结构负荷，有效地提升木结构的稳定性。同时碳纤维材料还具有较强的抗腐蚀性能，将碳纤维增强材料与木质材料进行有机的结合，能够有效地提升木结构的力学性能，保证木结构的质量，该材料已经被广泛的应用到古建筑修复的过程中。在碳纤维材料中，碳纤维布是主要的应用形式，碳纤维布与配套的浸渍胶一起使用会形成碳纤维复合材料，
15、这样可形成具有高性能的碳纤维布片材增强体系，在对木结构进行老化、裂缝修复、木结构加固的工作中具有良好的特点。碳纤维材料施工的主要流程如下：首先，需要对被修复、加固的木材料表面进行清洁，这样做主要是方便涂刷基底的树脂，然后再其表面粘上碳纤维布，将其中存在的气泡挤出，并进行按压，保证碳纤维布粘贴的密实度。四、结语综上所述，在对木结构进行加固、修复的时候，必须有效的保证木结构的力学性能，延长木结构的使用寿命，提升木结构的整体质量。在对古建筑木结构进行加固的时候，需要结合建筑的实际特点、具体的情况分析存在的各种问题，选择合适的加固方法，对症下药，只有这样才能够有效地保证古建筑木结构的整体情况。参考文献：1杜秀举.浅谈古建筑木结构修复中新型材料的应用J.建材与装饰，2016（33）：119-120.2段春辉，郭小东，吴洋.基于残损特点的古建筑木结构修复加固J.工程抗震与加固改造，2014，36（01）：126-130.3李昊翼，陈际洲，史睿超.古代木结构建筑修复中的新型材料应用研究J.科协论坛（下半月），2012（12）：5-6.专心-专注-专业