古建筑木构件修复与保护

古建筑木构件修复与保护

摘要：我国科学家对中国古建筑木结构典型的节点进行了理论研究和试验，成功的采用试验的方法研究了中国古建筑木结构节点的性能，用人工老化的方法对不同类型的节点进行试验，来模拟自然退化条件下的节点性能。试验结果显示，当节点经过人工的不同损伤时，节点的抗弯刚度明显下降，因而，节点都为半刚性节点。采用三参数节点的模型很好的演示了该类半刚性节点的转角---弯矩关系，在非线性的分析中需要确定节点的切点刚度。通过此试验还对节点半刚性对木构件的性能影响进行了研究。

关键词：木构件修复保护

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。这种木结构的最早开始于商、周时期，在漫长的发展岁月中逐渐形成了以抬梁、穿斗、井干为主的三种不同的结构方式。

1、抬梁式

抬梁式是指在立柱上架梁，又在梁上抬梁的结构。其主要应用于大型的建筑物，例如：宫殿、庙宇、寺院等。

2、穿斗式

穿斗式是指用穿枋把一排排的柱子穿起来成为排架，然后用枋连接而成，固称之为穿斗式。其多应用于民间和小的建筑物。

3、井干式

井干式是指用木材交叉堆积而成，其形状像井故而得其名。这种结构比较简单因此应用比较少。

大木构件的修缮

木柱和梁架是整个木构件的重要构件，起着支撑整座建筑物的作用。他们的腐朽、虫蛀、损坏变形会严重影响木结构的承载力

（1）局部腐朽的处理办法：表面局部腐朽，深度不超过柱子直径的一半时，一般可采用挖补和包镶的作法。

挖补时，先将腐朽部分挖干净，最大限度的保留住柱子未腐朽部分，挖除部分应成标准的几何形状，将腐朽的木屑挖除干净后，用防腐剂把嵌补木块和洞内涂上，做好防腐处理，嵌补的木块可以用环氧树脂黏接或者钉钉牢。

包镶：如果腐朽部分较大时，面积在柱身周围一半时，或者柱身周围一半以上时，或者柱身周围全部腐朽，而深度不超过柱子直径的四分之一时，可以采用包镶。先将腐朽部分沿柱周截一锯口，挖除柱周腐朽部分，再将周围贴补新木料。嵌补木块较短时，挖除腐朽后的槽口和嵌补的新木料均应做防腐处理，可以用环氧树脂或者小钉钉牢，较长时需加铁箍一道或者两道。

（2）开裂的处理。

木料在干燥过程中常会产生开裂，如果含水过高时，在使用中会产生纵向裂缝。对于细小轻微的裂缝（裂缝宽度在0.5厘米以内），可用环氧树脂腻子封堵严实。如果裂缝宽度超过0.5厘米，可用木条粘牢补严，操作方法与挖补方法相同。同样的，要做好新、旧木料的防腐处理。

如果裂缝宽度在3厘米以上，深度不超过直径的四分之一，在嵌补顺纹通长木条后，还应加铁箍1道或者2道。若裂缝超过以上范围，或有较大的扭转纹裂缝，影响到柱子的承重时，就要考虑更换新柱子。

（3）严重腐朽部分的处理：柱子在使用过程中，往往会发生局部的严重腐朽，腐朽深度超过圆柱直径的一半。这样的情况大多发生在柱脚及上部与梁枋榫卯的结合处，而其他部分立柱材质依然完好。此时宜采用墩接的方法，在墩接的过程中，对新旧木料，特别是对保留的旧柱子部分应严格按照规程做好化学防腐处理。柱子的墩接有刻半墩接（阴阳巴掌榫）、刻半墩接（莲花瓣）、齐头墩接（木夹板法）。墩接方法的选用要由柱子腐朽的部位而定。墩接时要将腐朽部分去掉，做好相应的防腐处理，以杀死残留的菌丝。街头部位截面尽量吻合，墩接时用环氧树脂粘牢。如果是粗大柱子其外面可再做铁箍。

（4）柱子全部严重腐朽的处理；当柱子腐朽严重，失去承载能力，就要进行抽换柱子了。柱子抽换前，在柱子周围搭建好钢架，然后用几个千斤顶同时顶起，使原有柱子不再承受荷载，然后将旧柱子撤下，将新柱子换上。

（5）用环氧树脂加固处理

除了传统的作法进行加固整修外，可采用环氧树脂对木构件进行加固处理，方法有浇铸法，浸渗法，嵌缝法和涂抹或涂刷法。加固对象为没有严重糟朽和垂直断裂的木构件，可延长木构件的使用年限。

五、木料的选用

在修缮中，如果由于实在无法继续使用和因为结构安全问题的需要，要更换木构件。应该首先选用旧木料，因为旧木料比较稳定，不容易变形。新的木料由于其含水量的问题，容易变形。木料在使用前也应详细检查是否有腐朽，疤节、虫蛀、变色、劈裂及因其他创伤断纹等疵病。若有某项严重缺陷，必须剔出不用。用料时要有计划按原建筑物的构件尺寸另外，用料时要有计划按原建筑物的构件

尺寸规格适当使用，以免发生大材小用，长材短用，优材劣用等不良现象。

木构件的保护

1采用强力杀菌剂和真空吸药处理法来抑止木材继续败坏

防腐杀菌剂首先考虑是持久效果，其次是安全使用。防腐液配方以五氯酚(pcp)为主，为了增加防腐效果将浓度提高；处理方法上使用真空压力设备，通过真空促使木材内部形成负压，使防腐剂充分的进入到木材内，杀死其内部木腐菌。比起涂刷、浸泡等常压处理法大大缩短处理时间，同时木材的吸药量和深度

大大增加。

2采用PEG(聚乙二醇)加固液防止饱水木木质干燥时凹陷干裂，维持其原状PEG是一种低分子量聚合物，国外用PEG解决古代饱水木的尺寸稳定性比较成功。它在木材组织内起填充作用，与木质纤维的氢键结合，能稳定木制品的形状。3木桩头部采用环氧胶粘结

木桩的头部断裂，头部腐朽严重且干裂成碎块，方案提出用环氧胶粘结。环氧胶是古建筑维修工程中指定用胶。胶合力强、寿命长，特别是广泛用于金属、木材等多种材料的粘结。4木桩的挖取和归位

木桩要从土里挖取，进行一系列防腐加固处理后，又归位在原来的坑内。挖取和归位是关系木桩保持现状的重要步骤。方案中明确提出开挖前应逐一照相，测量位置和露出地面高度，开挖前要加强石壁加衬防护和“间隔”式操作，其目的是使木桩归位尽量保持原来位置和状态。

五、结语

随着城市更新在全世界范围内的不断发展和深入，对历史建筑的保护和修复对于我们来说是一个富有挑战性的命题，因为这项工作不仅意味着要探究历史，而且要在历史环境中为建筑中注入新的生命和活力。建筑是有生命的，某些历史建筑在现代的不断演绎下，可以继续生存。对历史建筑的改造，既是合理的也是可行的；既可实现其经济价值的转移，又体现其文化价值的延续；既是对历史的尊重，也是对未来负责。我们应该珍惜这一部分建筑文化遗产，珍惜前辈积累的经验和创造的精神，保护这部分优秀建筑遗产并利用其有效的价值，丰富我们城市的文化氛围，维护建设领域的生态效益！希望通过对近代历史建筑的保护和再利用的研究，能使建筑遗产在当代社会生活中得到再生，能将我国丰厚的建筑遗产融入到活跃多样的社会经济文化生活中，并能造就融历史文化与现代生活为一体、更符合人性与可持续发展需求的城市环境，为我国经济文化与城市建设的发展做出有益的贡献。