浅谈古建筑修缮保护技术与新思考

浅谈古建筑修缮保护技术与新思考

摘要：本文结合工程实例，对某建筑抢救性保护的技术尝试，从功能的重新布置到结构的加固和维护，重点采取增设横墙、圈梁和抗震角钢，加强房屋结构整体性；采用新型钢屋架、设置轻钢混凝土柱承受屋面荷载，增大阁楼面积，保护房屋外墙。供同行参考。

关键词：古建建筑；修缮；保护；结构加固；改造

1、某医院民国建筑修缮实例

某医院是一幢西洋别墅式砖木结构的建筑（见图I、图2及图3），主要部分为二层，一层局部有外伸披屋，屋脊处有带老虎窗的局部三层阁楼，建筑面积约810 m。房屋的建筑结构特征如下：竖向主要靠房屋平面纵向四道砖墙承重，楼面是木结构，系由花旗松大木方及水杉园木作大格栅，再以小术方作剪刀撑固定。顶面钉长条实木地板，屋架用bx h=l50mmi>< 250m的花旗松做桁式木屋架，屋面铺波纹镀锌铁皮。内部装饰一新，使破嫩小楼起死回生，焕发生机，既改善了医院的办公条件，又使这幢有80多年历史的小楼作为某医院和全国该类专科医院唯一的院史性纪念建筑完好地保留下来。

图1二层平面图

图2三层阁楼平面图

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图3北立面图

如同很多古旧建筑一样，本建筑年代久远，未留存书面工程资料。修缮前，技术人员在全面勘查和评估房屋状况及详细测绘的基础上，分别针对房屋的砖基础、墙体、楼面、屋架及屋面等，制定初步施工技术路线，绘制深度足够的施工图纸，在加固整修施工中再根据实际遇到的新情况适时调整方案和补充设计。

l.l 建筑功能布置与建筑结构创新

(1) 原结构可靠性评估与修缮技术路线。在对老建筑的结构加固和改造实施前，由业主牵头组织设计、施工、监理各方技术人员对原建筑结构的可靠性进行检测和评估，依据《建筑可靠性鉴定标准》，按承载能力、构造、不适于继续承载的位移和裂缝四方面，对结构构件的安全性进行评估，最后得出结论：主要构件的安全性等级为bu级，局部次要构件为Cd!。并据此制定修缮工程技术路线：外墙等主要构件以结构加固为主，并适当分流荷载( 卸载) ，以确保结构安全可靠及维持原建筑风貌；次要构件则以拆除替换为主，并通过装饰来达到整体协调。

(2) 建筑功能的重新定位和布置原房屋功能简单，主要是过厅和若干房间，无卫生设施，且房屋破败。为了修缮后作办公楼使用，需要在基本保持外立面风貌、保持原有主要承重体系的前提下，重新进行建筑功能的布置。实施中，为充分获取使用面积，缩短交通路径，封闭部分阳台，对老式阁楼做了彻底改造，十分有效地挖掘了建筑空间。其二层平面布置如图1所示，在拟将封闭式屋架改建为通透式拱式屋架的基础上，布置三层阁楼平面如图2，整幢建筑不仅发挥新的使用功能，而且使空间和面积的利用率达到了最大限度。

(3) 建筑空问的挖掘与建筑结构的更新①对两处阳台进行改建，保持外貌且

适应新的使用要求。本项目涉及东立嘶。北立面两处阳台( 见图3) 。原东立面阳台系混凝土建造，但因年代久远，其很薄的混凝土板已严重开裂、露筋和炭化，两个砖柱又明显倾斜，采取保留加固既不合理，也无必要，于是拆除后用原青砖重砌砖柱，并在二、三层阳台处现浇钢筋混凝土井字梁板平台，再按样式不变原则更换已严重风化的水泥花瓶栏杆。北阳台原为四个拐角砖柱支撑的木楼面(曾封闭使用) ，但木梁板严重腐朽，且因为二层要改为库房，三层要置放4台大型空调室外机，荷载均不小，经设计计算，决定小心拆除平台朽木楼面，而采用现浇钢筋混凝土梁板，为解决支撑及传荷，采用如下措施：一是在：北墙面小心挖洞为梁找支承点，二是在原来四个砖柱内侧设置紧邻的钢筋混凝土扁柱，柱子厚为

0.16m，宽为0.3m。柱下做扩展基础以确保柱基沉降小，还在砖柱内侧小心植筋后与扁柱钢筋骨架拉牢。在施工时，为防砖柱损坏，将砖柱用木板保护并用脚手钢管限位牢靠，再仔细立模和浇捣混凝土，待混凝土逐渐产生强度后，混凝土板周边小梁已对四个“砖一混凝土柱复合柱” 起到支护和稳定作用，而且因原老地基较密实，加之混凝土梁板柱在浇筑期因自重又完成对地基再次压缩，故新老柱基沉降差的影响已甚微。这里封闭阳台的内墙面及新浇混凝土柱均在室内，经装饰处理可巧妙掩盖，至于二、三层平台的周边小梁的外露部分，则采用人工粉刷水灰色浆，再以白灰勾缝作仿平砖拱，结果是浑然一体。使用至今，不论阳台内各部件之问，还是阳台与房屋主体的连接处均未见开裂等变形协调状况。②屋脊空间的利用与屋架结构的设计。本项目的最大难点是要在保持山墙及屋面外形前提下，在檐口至屋脊的坡屋面三角形空间内，通过改造屋架及屋l 曲结构，形成贯通的活动空间，达到挖掘建筑面积和满足新的使用功能之目的。其中的技术关键是屋架选型通过分析，决定利用钢结构承载力强，构件布置灵活的特点，借鉴带拉杆拱的造型，采用空腹式三角形屋架，为保证屋架的承载力和稳定性，适当选大受压弦杆截面，将支撑杆件尽量布置在三角形的角部区域，从而使中问区域空出来。具体布置如图4，考虑对称性以及后期阁楼装饰的方便，在屋架三

角形周界内布置3根撑杆：在顶角下布置一根水平撑杆，撑杆下部留空 2.6m，以满足阁楼层高，在三角形腰部对称布置两根竖向撑杆，杆高1.8m，兼顾了阁楼空间的水平尺度及边缘最低净空。尽管双层彩钢保温层屋面荷载不大，但阁楼层复

杂的吊顶造型及空调室内机与风管等荷载亦不轻，经结构强度及稳定计算，选择了高为20 cm的焊接T字钢作为屋架上弦及撑杆构件截面，在屋架之间及屋架与山墙圈梁之间共布置了I5根檩条，其中I0根为冷弯薄壁C形钢，另外5根为1根18# 工字钢及4根18#槽钢，兼作檩条和刚性系杆，确保受荷时屋架的强度、刚度和稳性。另外，为保证阁楼面的铺设和使用，特意将屋架下弦拉杆用2/ 100X 10双肢

角钢，位置巧妙地置于阁楼面横向主格栅之间，这样待格栅上铺了地板、屋架下做了装饰造型吊顶以及屋架空腹两侧封以轻钢龙骨纸面石膏墙板后，阁楼空问便突显出来，而屋架却隐藏得天衣无缝。阁楼上东西两处亭子间及老虎窗均用10#槽钢作骨架，外封保温彩钢板。其关键是解决好次屋架与主屋架的连接、次屋架与东西两处小山墙的拉接以及屋面天沟处的防水。

图4屋架立面图

1 • 2建筑结构的加固与维护

(1) 增设横墙改善房屋刚度。由图I可见原房屋纵向四道承重墙，横向除一、二层楼梯问有承重横墙外，其余均为抹灰板条轻隔墙，为提高房屋的承载力和抗震能力，并依据市抗震办意见，加固方案决定在1/2、1/4、7轴处增设三道横砖墙与原纵墙拉结，又因设置卫生间，将二层走廊北端原木楼面改建为现浇钢筋混凝上梁板(嵌固于3、4轴内纵墙之间)，卫生间入口南墙亦采用砖墙与两纵墙拉结，既解决了卫生问防水，又提高了结构整体性和抗震性。

(2) 增加圈梁加强基础稳定性和房屋整体性通过对房屋基础的探查，发现原条形砖基础埋深仅为0.7m,室内外高差仅为0.25m而且房屋系无组织排水，地面亦无排水设施，使得原地基潮湿严重，潮湿的砖块强度降低。因此加固墙体前，设计增加了两道圈梁，地梁设在一层墙体根部即阶形条基的上方，并且结合墙

体加固从两方面保障其效能。其一是用© 16@200勺水平拉筋穿过(或植入)墙体并

从侧面锚入地圈梁；其二是在一层地坪墙基处按间距1.5m，砌筑横向地垅墙，在其上现浇I0cm厚的混凝土地坪板，并用以顶撑纵向墙基及地囤梁。屋顶圈梁是待屋面揭开后，设置于外周墙体之顶部，断面是在矩形b x h=350mr H 200mr的上方再外