应县木塔

二层平作层内槽井干墙式襻间外闪
二层明层内槽地栿脱榫
普拍枋压碎
华栱劈裂（一层内槽柱头）
二层平座层顺栿串被倾斜
三层平座底层顺栿串反栱
二层明层西侧内槽被炮弹击中破坏
正心枋侧屈压酥
一层南侧内槽普柏枋开裂
二层平座底层内槽地棚大梁开裂
应县木塔维修加固方案
1、抬升方案
（1）提出：
“抬升方案”是在2002 年12 月国 家文物局召开的专家会上，采用投票表 决的方式通过的。之后，由太原理工大 学和东南大学分别做了具体的抬升方案 设计，山西省古建所配合太原理工大学 做修缮技术设计。 （2）具体措施： 将木塔的三、四、五层抬升起来， 对损坏严重的一、二层进行落架大修。 待一、二层修好以后，再将三、四、五 层落下去，安放在一、二层上，使木塔 重新复原。 （3）优点： 木塔的一、二层损坏严重，而三、 四、五层损坏相对较轻，将三、四、五 层抬升起来，仅对一、二层进行大修， 可以减少对木塔的扰动并且保留更多的 历史信息。
2、落架方案
将木塔的所有建筑构件全部拆卸下来，并进行全面的排查检测，对损坏轻微的 构件进行修补，对损坏严重的构件进行加固，对极少数已经碎裂折断，即使加固也 不能再用的构件进行更换。更换构件要慎之又慎，减小到最低限度。对根部糟朽的 柱子进行墩接或挖补，包镶。更换或墩接材料尽可能采用同龄的木材，如用新木材 要充分风干。 经过整修后对木塔进行重新组装。重组时要确保原构原位，每一层构件组装时 要进行精确的吊直拨正，纠正因扭曲造成的倾斜、歪闪和其它疵病。严格按照木 构建筑的组装程序，进行大木、斗拱的安装、墙体的复建以及屋面瓦等工作，确保 木塔以原结构、原材料、原工艺、原型制恢复到原有的健康状态。 落架大修在实施上有几个层面的难题： （1）旧构件的更换 存在问题的构件数量庞大，更换标准不明确； 从文物保护的角度，无法还原木塔的真实建筑信息。 （2）变形的矫正 长期荷载作用下，木结构上许多构件就算没有发生严重损坏，但也已经发生了 徐变，弹性变形已不能再恢复，周围相连接的构件发生了协调变形，产生新的内力 重分布以适应这种新的力学平衡。木塔重新组装后，这些构件能否适应新的构件尺 寸和新的节点方式尚无法考证。 （3）存在许多临时的非结构构件 在多年的维修和加固过程中，设置了很多的临时非结构构件以控制结构变形， 如后期加的附柱、暗层的很多斜向支撑。落架重组后，若消除了变形隐患，这些构 件是否有必要进行归位尚不明确。
二层明层 西南面北平柱 外槽柱头 倾角超 三层明层 西南面北平柱 外槽柱头 倾角超
最大倾斜位移 平均倾斜 过5°的 最大倾斜位移 平均倾斜 过5°的 (mm)及倾角 （°） 1991年 483.7 505.7 10.257 514.7 584.4 11.79 195.1 位移 （mm） 146 柱子根 数 6 (mm)及倾角 （°） 437.9 8.9 459.6 9.3 113 位移(mm) 柱子根 数 5
３、全支撑方案
全支撑方案中国城市规划院的工程院王瑞珠院士提出。 该方案的主要技术路径是在塔的内外槽之间竖起高达３层的钢结构框架， 支 撑范围可达存在结构和构件残损的底部３层层的所有部位。设计者的初衷是利用这 些新的支撑结构帮助那些巳经衰弱的肌体来承受上部的荷载。这些钢构架可以承托 梁枋， 抱稳立柱， 夹住斗拱，并且承受一切外来的应力攻击。
2000年 2004年 2010年
157.9
9
5
二层明层西南、西侧柱子的局部倾斜通过铺作层将变形传递到其它柱子， 造成其它柱子外倾，这种变形趋势将导致明层同层柱相向扭转，内檐柱也呈现 类似趋势。
二层明层柱子变形趋势图（放大５倍）
二层明层相向扭转趋势
二层平座层内槽、外槽铺作普遍外闪，其中内槽铺作东北、西南两面外闪 最为严重，且为相切外闪，相当于增大内槽八边形内径。木塔各层因为倾斜、 扭转、木材压缩及施工误差等因素造成同一层柱网不均匀沉降，北、西北柱下 沉严重。
应县木塔
应县木塔简介
释迦塔，全称佛宫寺释迦塔，位 于山西省朔州市应县城西北佛宫寺内 ，俗称应县木塔。建于辽清宁二年（ 宋至和三年公元1056 年），金明昌六 年（南宋庆元一年 公元 1195 年）增修 完毕，是中国现存最高最古的一座木 构塔式建筑。 全塔耗材使用木料约 10000m3 ， 主要材料为华北落叶松，总重量约 7430t ，全塔共用 54 种斗拱，被称为 “中国古建筑斗拱博物馆”。 应县木塔完整地保存了辽代中国 传统高层木结构建筑风格，反映了中 国古代木结构建筑的突出成就。 释迦塔是世界建筑史上的一大奇 迹，与意大利比萨斜塔、巴黎埃菲尔 铁塔并称“世界三大奇塔”。
应县木塔平面呈八角 形，规则、对称，总高 67.31 米，底层直径 30.27 米 ，顶层直径为米 ，呈逐渐 收找的趋势 ， 比例相当敦 厚。 应县木塔塔身构架水 平分层， 自顶而下，梁架 －铺作－ 柱架 －铺作－柱 架…… 这种 “积木”式的搭 建方式使得木塔具有良好 的抵御地震破坏的能力； 榫卯、斗拱等连接节点的 应用使木塔具有良好的变 形耗能性能 。 这些实物表 明在辽宋时代我国的建筑 科学水平已经达到相当高 的程度。
结 构 图 解
应县木塔的构架
应县木塔是水平分层结构，除一层外，由平座层、明层柱框、铺作层重复组成 ，有两种不同的分层方法。在建筑学上，应县木塔可以看做是5座带基座的大殿沿高 度方向迭置。从结构工程角度来看，也可以分为5个部分，每个部分包括明层柱框及 其上的铺作层和平座层两者的区别在于平座层的划定不同。
柱头坐斗，斗嵌栱枋；
搭牵出跳，铺作垫梁； 梁驮蜀柱，上栋承椽； 逐檩举高，顺椽敷瓦；
几层叠置，需构平坐；
纵横斜撑，稳如刚盘； 缠柱叉柱，再起一层； 几层复叠，高屋建瓴。 ‘斗栱铺作’是其最为独特的结构方式。
SU组装模型
筑台嵌础
柱额联框，普拍卧枋
铺作垫梁
平座及平座斜撑
逐檩举高，顺椽敷瓦
应县木塔结构现状
穿插空间 有限
全支撑方案示意
全支撑方案钢架总观
基座设置 困难
佛宫寺
佛宫寺开始建于辽代，原来寺院规 模很大，但由于岁月的磨砺，现存的牌 楼、钟鼓楼和大雄宝殿等都是清代重建 的，只有寺内的释迦塔还是辽代的原物 。 佛宫寺坐北朝南，沿中轴线上依次 为山门、木塔、砖建门楼，山门之前东 西两侧置有钟鼓二楼，次有东西配殿， 东殿塑有伽蓝护法神，西殿塑有达摩祖 师，寺中为木塔，塔后建有砖砌门楼一 座，门额之上题有“第一景”三个字。 进门楼有单檐歇山顶大雄宝殿，殿堂面 阔七间，进深两间，殿内供奉三世佛和 两尊菩萨。全寺建筑布局适当，结构严 谨，木塔居于中部，在山门之内，即可 见到木塔全景。 开放时间：07:00~19:00 景区门票：60.00元 携程/同程/去哪儿网：48
应县木塔建筑分层
应县木塔结构分层
厦门大学张鹏程老师根据多年的潜心研究，对应县木塔的结构特点作了以 下简要概括：“柱如人立，“踩”在面积略微大出柱径的础石平面上，柱脚并 不嵌固；柱上额用枋木通过榫卯搭扣形成门式框架；每柱头上坐栌斗，斗口内 嵌入栱昂——所谓“櫼栌枅柱之相枝”；斗为方形垫块，栱为短梁，交叠铺作 ——所谓“桁梧复叠，势合形离”；前后两柱抬一榀梁架，四柱两梁围成一“ 间”；几榀间架并列排布形成多间；两对间架“井”字型交叉排布，即可形成 外观八角的双向间架。 筑台嵌础，石面立柱； 柱额联框，侧脚向内； 普拍卧枋，槽箍四围；
（2）构件、节点的变形及破坏 由于受到木材自身材性退化、结构变形受力增大以及人为破坏等因素的影 响，木塔的承载能力及耗能能力大幅度降低，导致各类木构件皆出现了不同程 度的残损，其主要残损类型包括：柱子开裂、普拍枋压碎、华栱劈裂、铺作被 炮弹击中、脱榫、外闪等。
二层内槽柱身开裂
二层内槽大梁后尾与顺栿串上串脱榫达10cm
历经近960年，应县木塔积累了不少伤病，局部构件发生了破坏和变形： （1）整体及局部倾斜 据实地勘测， 2000 年五层柱头形心 相对于木塔底层形心偏移量 343mm，倾 斜度为0.6%；2010年整体结构的倾斜角 度为 1.28% 。最近几年木塔仍在继续倾 斜，而其中尤以二层及三层明层的倾斜 所占比例最大，占到总倾斜量的60~70% ，并且有逐年加重的趋势。
上部抬升方案示意
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（4）存在的问题： A、需要在木塔周围支搭抬升架或顶升架，这个架子用钢量很大，花费在9000 万元 人民币左右；而且竖钢架要在木塔周围打桩，做基础，甚至要做降水处理，这势必 对木塔地基造成严重扰动，会出现难以预料的后果。 B、不论是抬升还是顶升，都要在木塔二、三层相接处做巨大的钢托盘或钢顶升架 ，会有大量钢材穿入木塔内再穿出去，还要在木塔内进行钢托架的组装拆卸等作业 。为进行这些作业，不可避免地要拆除与托盘或顶升架相矛盾的构件，其中也包括 要拆除排险用的辅柱，这又是对木塔的严重扰动，会出现什么结果更难预料。 C、木塔损坏原因复杂，表现形式多样，垂直抬升或顶升都很困难，硬抬会造成二 、三层间联接榫卯的折断、劈裂或由于受力不均造成的榫卯破坏等损伤。 D、木塔二、三层之间的扭曲变形是渐变的、连续的，在二、三层未分开之前，它 们之间的榫卯是在屈服的形态下联接在一起的。当二、三层一旦分开，由于木构件 在应力改变之后会产生弹性变形，再想按原位安装回去已不可能。 E、维修周期长，抬升修缮作业需要6~10 年，木塔三、四、五层要在钢索悬挂之下 服刑6~10 年 …… （5）最终结果： 在木塔的一、二层解体大修之后，三、四、五层安不回去，但又不能对其榫卯 大动干戈而“削足适履”（实际上即便削足，也不能适履），于是只能将上面三层 再进行解体拼装。2006年4月在山西朔州召开的“应县木塔抬升方案评审会”，经 与会专家认真讨论，否定了采用抬升方法修缮木塔的方案。