古建筑木结构安全性检测方法研究

古建筑木结构安全性检测方法研究

柳松

(太原理工大学;太原市公安消防支队，山西太原030002)

[摘要]本文针对古建筑木结构检测鉴定的方法进行了阐述，包括一些检测方法存在的问题，以及如 何进行安全性鉴定，各自有哪些利弊等，能够为古建筑木结构的鉴定提供一些建议。

[关键词]木结构；古建筑；分析;检测；研究 文章编号:2095 -4085(2019)01 -0013 -01

作为中华民族建筑史上的瑰宝，古建筑在近期受 到了国家的重点关注，而我国的古建筑主要采用的材 料为木质材料，因此受到环境的影响，长期的物理化 学腐蚀，微生物的侵害以及人为的破坏，很多木结构 建筑物已经出现了霉变，虫蛀和腐朽等问题，使得整 个建筑结构的受力性能发生改变，影响建筑结构的安 全，因此，依据木结构理论，采用先进的仪器设备，对古建筑物安全性进行鉴定，以期更好地保护我国的 古建筑，是当下需要解决的问题。本文根据古建筑木 结构的形式，结构的整体以及节点，对如何鉴定现有 古建筑木结构进行了阐述。

1古建筑木结构的鉴定依据

目前我国的古建筑木结构检测方法主要有两种类 型。第一种类型是采用无损检测的方法或者轻微破损 的方法对木结构内部的缺陷进行检测。这些方法依据 的是不同的物理化学原理，比如采用超声波的方法，应力波的方法，采用木材阻抗仪，X射线以及核磁共 振等，目前刚刚研究出的雷达使用法，都可以应用于 木材的含水率，木材强度以及残余弹性模量的检测，还能够对表面的硬度以及内部虫蛀腐朽等问题进行测 定。第二种类型是通过对木结构目前的状况，检查外 观质量，木结构构件的尺寸，沉降，建筑物的偏移 等，或者采用加载的方法，得到木结构整体特性的一 些参数，通过对数据进行处理得到木结构缺陷的位 置，损伤情况等，下面具体进行阐述。

1.1应力波检测法

应力波技术的发展非常快速，将应力波检测技术 应用于木材缺陷的检测以及力学性质的检测有着良好 的现实性。因为木材的声学特性比较适合应力波的传 导，一^端受时，在木材的内命会产生应力破，因此通过检测应力波传导的速度与时间，并根据测得 的应力波波速的变化对木材的性能进行检测，就能够 将木材内部的腐朽，缺陷以及弹性模量检测出来。应 力波检测技术主要包括横向应力波与纵向应力波技 术，横向应力波可以应用于检测木材内部的空洞等缺 陷，纵向应力波主要用于检测木材的动弹性模量。目前应力波成像技术能够很好地把木材的内部情况反映 到图像上来。

1.2阻抗仪检测法

木材阻抗仪检测的原理是采用一根直径为1. 5mm的探针，在电动机的作用下，设定好速度打入 木材内部，根据电压和电流来反应阻力的大小，这样 最终可以得到一个检测图谱在图谱中能够反映出木材 的密度变化，一些腐朽或者虫蛀原因引起的密度变化 都能够很好地反映出来，根据钢针钻入的深度可以检 测出木材的深层缺陷。

1.3三维扫描检测法

采用激光对木材进行三维扫描是一种全新的缺陷 测量方法，也可以叫做高清晰扫描测量。这种方法能够对被测绘的物体进行全方位，无接触的数据采集，这种方法对建筑物木结构没有任何伤害，因此给木结 构的检测带来了变革，能够高效完整地保存古建筑的 空间信息。这种方法在检测过程中不能够对仪器造成 干扰，否则会出现较大的测量偏差，目前三维技术已 经应用在多个古建筑物中，主要可以应用于几何信息 的采集，结构的变形监测等等，这种方法还能够进行 进一步发展。

2建筑物木结构安全鉴定的方法

对古建筑木结构进行安全鉴定，主要是要结合现 场的检测数据，然后建模进行承载力的验算，最终评 估结构的安全性能。所以在鉴定的阶段，最重要的问 题就是如何对承载力进行评估，目前常用的方法有以 下几种。

2. 1有限元评估

有限元数值模拟是一种重要的工具，这种方法是 通过对古建筑进行建模，为结构的安全评估提供准确 的计算结果，所以能够在一定程度上对结构或者构件 的受力状况，内力分布进行分析与研究，不过这种模 型不能兼顾构件现有的状况。

2. 2简化计算的安全评估

这种方法基于结构的动力学与静力学计算理论，因此建立的模型是简化模型，对该模型进行动力学与 静力学计算，并对古建筑木结构的安全状况进行评价。对于木结构来说，最难分析的部位是铰接部位，刚接边 界条件与卯榫节点，因为这些连接方式在受力分析上有 较大区别，因此应当对计算结果进行研究分析。

2. 3层次分析方法与模糊分析

目如我国的鉴定方法王要以定性鉴定为王，定量 鉴定为辅，这些标准也都是基于层次分析方法。想要 对木结构进行评估，最重要的是先通过构件与构造的 残损程度进行分析，确定构件的安全性等级，然后根 据结果确定子单元的安全等级。灰色模糊分析也要采 用层次分析的方法，只是采取不到的信息，能够基于 模糊数学与灰色系统理论进行大致分析形成接近准确 的结果。

3结语

本文对古建筑木结构检测的一些方法与理论进行 了分析与阐述。目前我国的木结构检测方法已经得到 了快速的发展，但是每一个方法与理论都存在一些缺 陷，需要完善。检测鉴定方法的选择必须基于古建筑 木结构的特点，在检测过程中，工作人员应当明白每 一种方法的利弊，只有做好建筑物的保护，避免不必 要的损伤，才能够有效地对安全性进行评估，为下一 步工作计划提供思路。

参考文献：

[1]徐帅，郭小东，黄瑞乾，等.基于层次分析法的古建筑

木结构安全!•生i啊古方法[J].工业建筑，2016,（12).

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