首页 > 文章中心 > 木结构

木结构

前言:想要写出一篇令人眼前一亮的文章吗?我们特意为您整理了5篇木结构范文,相信会为您的写作带来帮助,发现更多的写作思路和灵感。

木结构

木结构范文第1篇

木结构耐火建筑物的设计及实例

1 耐火建筑物的设计方法

所谓耐火建筑物,在建筑标准法上就是具有最高水平的防耐火性能的建筑物,就是说,即使是在暂时得不到消防救援的情况下,也不会在火灾中及火灾后倒塌的建筑物。它的防火性能要求针对建筑面积规模很大,高层、有不特定多数人员使用,要求一定避难时间的饭店、剧场、学校及共同住宅等。相对于准耐火建筑物要求“在火灾中不会坍塌”的标准相比,耐火建筑物要求“火灾后也不会坍塌”。

2000年施行的修改建筑标准法将耐火建筑物的做法定位为以下3个基本标准。

(1)方法A(依据方法规定)

①各主要结构部分(墙,柱,梁,地面,屋面、楼梯)均采用。耐火结构(法2条九号之二)。

②有火势蔓延危险部分的外墙开口,采用“防火设备”(令109条)。

(2)方法B(依据国土交通省告示的耐火性能验证法:性能设计)

①主要结构部分要确保国土交通省告示的耐火性能验证法规定的安全性(法2条九号之二)。

②有火势蔓延危险部分的外墙开口采用“防火设备”(令109条)。

(3)方法c(国土交通大臣批准的高完成度的设计法:性能设计)

①主要结构部分作为要符合标准要求的内容,需要接受国土交通大臣的认定(法2条九号之二)。

②有火势蔓延危险部分的外墙开口采用“防火设备”(令109条)。

那么,如果采用木结构修建上述耐火建筑物,又将如何考虑好呢?所谓耐火建筑物,就是即使在得不到消防救援的场合,也不会因火灾扩大而倒塌的建筑物。人们常常认为:“木材燃烧后就化为碳化层(隔热层),阻止热量向内部传达,因此,构件断面越大,火越不容易向内部燃烧”。这话虽然不假,但是木构件一旦表面着火,之后就会不断地被周围的热量加热,很难自己灭火。所以,如果不放水灭火任其燃烧的话,就会全部烧尽。为此,要实现火灾后也不会坍塌的具有耐火性能的木结构建筑物,或者采取不燃的结构主体,或者部分燃烧直到燃烧自然停止,由剩下的断面支撑着建筑物不倒塌。例如梁、柱等主要结构部分具有①及②的性能,或是设计手法采用③那样的方法。

①将木材像钢结构那样做防火被覆,即使被加热也不会燃烧。

②在梁,柱的剖面中加人停止燃烧的材料,使得梁、柱构件即使外侧燃烧也会中途停止,不会烧到内部。

③木材的使用只限定在因火灾加热影响最小的部分(例如烧不到木材)。其中,①与②主要是上述方法A(各主要结构部分采用耐火结构等)的耐火建筑物,③则是方法B,方法C的建筑物。

实例介绍

现在介绍一些基于这种考虑建设的实例。首先是方法A的实例,它的各主要结构部分的耐火构造(楼梯、屋面耐火30分钟,其它为耐火1个小时的耐火结构)都取得了国土交通省大臣认定,是这些构件组合而成的建筑。木结构的构造体用强化石膏板做防火被覆,可以保证结构体在所定的火灾中不起火。对于1个小时的火焰加热防护,采用15mm厚的强化石膏板和21mm厚的强化石膏板做层叠铺设,而对于30分钟的加热防护,一般采用15mm厚的强化石膏板和12.5mm厚的强化石膏板层叠的做法。目前,木结构主要结构部分采用耐火结构的做法,除了上述使用强化石膏板做耐火被覆的方法外,还有表1的做法。这些做法各有特点,有的用石膏板包裹木材使木材不外露,有的将钢结构内藏在层积构件中形成混合结构。这些方法在工程中使用过的有方法1和方法3。方法2也已经有若干企业和机构在进行技术开发,部分构件已经取得了大臣认定。

按照做法A,在主要结构部分采用耐火结构的设计中,要防止建筑物倒塌和确保避难安全,支撑垂直受力(长期荷载)的构件也必须具有防耐火性能。即,只要“主要结构部分(墙、柱,梁、地面、屋面、楼梯)”具有耐火性能就可以了,而对于只抵抗地震和风荷载等水平力的斜撑构件,则不一定考虑耐火结构。这是因为与钢结构的支撑位于同一位置的关系。

下面列举一个做法B的实例,那就是兵库县自然学校的“森林之馆”。该馆的设计依据国土交通省告示的耐火验证法,针对所设定的火灾,木结构的主要结构部分(梁、屋面)的温度不会上升到木材的着火温度(260℃),即可以确认木材不会起火。这主要是因为吊顶很高,使火源被限定在局部(限定可燃物)。目前有很多体育馆和穹顶建筑的屋面框架和屋架采用木结构。

最后是方法c的实例,大馆树海穹顶和高知学艺高中体育馆。根据高完成度设计法,需要确认火灾时的安全性,每栋建筑都要取得国土交通大臣的认定。对于与上述方法B同样设定的火灾,主要是需要确认木结构主要结构部分(梁、屋顶)的温度不会上升到起火温度(260℃),例如最近完工的JR四国高知车站的设计(内藤广建筑设计事务所),一旦由于电车火灾引起木结构主要结构部分(梁、屋顶)着火,电车内的可燃物烧尽后,木结构主要结构部分的燃烧自然停止了。由烧后残剩的构件断面保证屋架的结构安全,这是经过木材燃烧实验和计算确认的。其它的还有爱媛县武道馆、所泽市民体育馆,秋田县立武道馆,木之花穹顶(宫崎县),良综合运动公园体育馆(鹿儿岛县)等建筑,它们的特点都是屋架为木结构的耐火建筑物。这些建筑多为公共建筑,希望大家能进去亲身体验一下大框架木结构建筑的魅力。

以上都是木结构耐火建筑的实例,做法A的设计考虑是,对在火灾中会受到加热危险的木构件用石膏板和木材做耐火被覆,使之不会燃烧。做法B、做法c的设计考虑是,火灾时将火源控制在局部(限定可燃物),对于像体育馆与穹顶球场等用途的建筑物,常见的做法是对不可能起火的部位采用术结构。总之,火灾时木结构的结构主体不能燃烧或者不会继续燃烧,在这一点上要满足相同的功能。

城区传统木结构建筑的设计

1 传统做法的再评价

如上所述,由于2000年的防火法令中的性能规定,使得建设木结构耐火建筑物成为可能。另一个较大的变化是,明确了城区木结构住宅外墙与屋檐底部必要的防火构造及准防火构造等的性能要求,并规定了各个部位的防火实验方法。根据这一系列的规定,即使是像传统做法那样木材外露

的做法,要通过法规或规定要求,就要做防火构造和准耐火结构。受此规定要求,各方面进行了防火技术的开发。近年,把仅仅使用抹土墙和木材构成的外墙看作防火结构,仅用木材构成的檐底看作准防火结构,在市区木结构建筑上,出现了用木材作外部构件的设计和传统外观比较自由的设计。下面介绍依据这些技术开发和法令的设计实例。

2 抹土墙与嵌入式板墙的防火构造

在城区指定准防火地带和法规22条区域建设2层住宅时,必须满足如下规定。外墙有燃烧蔓延危险的部分(距用地红线和道路中心线的距离,1层在3m以内,2层以上在5m以内的部分等),必须采用防火构造c可经受30分钟的室外火灾)和准防火性能c可经受20分钟的室外火灾,不得在准防火地区使用)。这是因为当邻家发生火灾时,为了防止火灾通过外墙轻易进入建筑物内部,外墙要具有一定的防火性能,使得外墙不致坍塌(非损伤性)外墙室内一侧的表面温度不得上升到200℃以上。

在传统做法的抹土墙和柱子之间插入厚厚的板子,这种嵌入式板墙的防火性能在2000年改正标准法施行令以前研究的不多,但是随着近年对传统木结构的重新评价之机和生态学的,进行了各种场地实验。抹土墙就是用竹子的基底和土构成的,由于土不会燃烧所以只要能保证厚度就具有隔热性。而构成板墙的木材,一般会认为有燃烧危险,但是燃烧边缘的碳化层会形成隔热材料,因此,断面越大、有足够的厚度,火势就很难烧进内部。这种燃烧前进速度称作碳化速度,大概在0.6-1.0mm/分钟。像大断面的层叠构件接近0.6mm/分钟,15mm左右厚的板材大概在1.0mm/分钟。另外,由于木材含有水分(平衡含水率在10%-15%左右),因此即使表面燃烧 内部和里面也很难超过100℃。所以即使只有15mm的厚度也有15分钟的隔热性能。

从房屋外侧对用不燃材料(土)和燃烧前进困难的材料(木材)做成的外墙进行加热实验来看,只要土和木材的厚度足够,内侧(室内侧表面)的温度就很难上升,具有很好的隔热性。一般的土墙建筑,土的涂层厚度约为60mm,加热1小时以后,内侧温度也只在100℃左右。而45mm厚的木墙,加热45分钟后的内侧温度也没超过100℃。但是木材有木结等弱点,需要用不燃性油灰抹住。

由于这些墙多是露柱,露梁的明柱墙,柱子燃烧造成的断面减少将影响到非损伤性能(不破坏性能),因此常认为这是明柱墙的弱点。虽然柱子明露容易使断面减少,但是只要室外一侧采用整墙,墙在柱外侧15mm左右,就可以保证防火构造上需要的30分钟的非损伤性能。即明柱墙结构只要设定的火灾时间是30分钟左右,就可以毫不费力地抑制柱子的纵向弯曲。

根据近年的研究成果,2004年7月的国土交通省告示第787号,788号对拣土墙的准防火性能与防火构造给以了肯定。已经有住宅建设使用上了这种结构。

木结构范文第2篇

中国文化博大精深,流传至今的文化当中包含了大量我国古人的智慧,古建筑可以说是当今世界上最伟大的创造发明之一,从古代起就以其舒适、优美和实用等特点流传至日韩等国。在当今世界经济飞速发展的背景下,中国古建筑已经成为人类世界最宝贵的文化遗产之一。而古建筑中的古木结构是最具特色的一种,中国古代的佛寺及观音阁等都以古木结构为主。现阶段加强对该结构的研究对于保护人类文化遗产具有重要的意义。近年来我国涌现出越来越多的学者从不同的角度对其展开研究,本文将从力学角度对其研究进展进行描述。

一、中国古建筑木材力学性能

青铜和石器时期,我国的木材资源相当丰富,当时的生产力和环境条件下,人们通过智慧运用木材来搭建房屋。经过古人不断的努力,他们意识到了木材搭建房屋的种种优点,并逐渐将木结构搭建房屋的技术和经验流传了下来。但是值得注意的是,木结构同其他结构的建筑相同,在建造建筑时同样也存在着许多问题。

(一)材性劣化

我国的木结构古建筑经过上千年的洗礼,至今为止已经受到了各种不同的虫蛀及腐蚀,其材性受环境的影响较大,劣化现象严重。在现阶段的古建筑木结构力学研究过程中,专家们最为关心的问题就是古建筑中的材性劣化问题[1]。近年来我国相关方面的专家针对木结构的古建筑材性的变化进行了仔细的对比和研究,其中有对大概拥有九百年历史的北岳庙大殿的研究和约有二百年历史的易昌陵碑楼的研究。经对比,专家们总结出木结构古建筑受到环境和时间的影响比较严重,经历时间越久的建筑,它们的材质更加脆弱,力学性能更加低下,虽然不同的树木种类会使其产生不同的腐蚀程度,但是其变化的整体趋势是相同的。最初我国对材性劣化的研究方法是应用接种腐朽菌的方式,这种方法能够促使木材腐朽速度加快,从而进行对比,得到想要的实验结果,其结果表明不同的木材,其物理及化学性质是按照一定规律进行衰变的。

(二)木材的各向异性

木质材料最大的特点就是它的各向异性,我国在对木结构的精细化有限元进行研究的过程中,专家陈志勇提出了本构模型,该模型能够充分反映出木材各项异性中的抗压能力、弹性及二次应变的硬化在横纹承压下的反应等,以编制的方式在ABAQUS当中融入木材本构模型,同时专家还将这一方式在易昌陵碑楼的受力性能研究中进行了充分的应用,加强分析了对斗栱等受力性能的有限元。

二、关键节点斗栱的受力机理

我国古代建筑最主要的特点就是殿堂式,其通常拥有三层结构。其中斗栱是铺作层的关键受力节点。在现阶段保护古代建筑的研究过程中,加强对斗栱受力机理的研究具有重要意义。中国古代建筑有众多独特之处,而斗栱就是最主要的特点之一,它最早产生于商周时期,距今已有三千年的历史。在建筑当中它最大的作用就是过渡,是屋顶同柱架之间的部分,建筑屋檐需要靠其进行支撑,并促使柱子能够直接承接屋顶的重量,也可以将屋顶的重量先转移到阑额上,之后再由柱子承接。

(一)宋式斗栱

在对斗栱进行研究的过程中,宋式斗拱具有重要的研究价值,在《营造法式》的基础上,高大峰等研究专家专门制作了相关模型,以二等材料计心造八铺为主,进行了水平和竖向两种加载试验,得出了斗栱模型在这两种不同情况下发生的破坏和载荷以及其位移曲线。在对实验的结果进行充分分析的基础上,制定出了不同的模型,例如质量弹簧阻尼器模型等。根据一系列的实验及模型,最后得出了斗栱性能的结论,即其在两个方向上都能够体现出较高的抗震能力。事实上,铺作层的关键节点是斗栱,加强对斗栱的研究有助于了解该层的受力情况。近年来宋式斗栱模型中的单朵和两朵受到专家们的青睐,隋龚等专家加强了对这些模型的应用,并进行了水平低周重复加载的研究,从而得出总结出不同铺作在遭受破坏的过程中所受到的相同的外力情况,以及骨架和水平滞回的曲线状况。通过对比和分析,他总结出水平的滑移对铺作层的破坏最为严重,但是值得注意的是该水平滑移具有重要的作用,它能够进行隔振和耗能,这对于木结构的古建筑来说具有重要的作用;同时经过试验发现,平行四边形是滞回曲线的主要形式,拥有相对饱满的滞回面积,这一现象表明铺作层当中最主要的特征就是滞回耗能较强。

(二)清式斗栱

近年来在清式斗栱的研究过程中,专家赵均海等主要以三种模型为主进行了实验,有效测量了其动力特性和水平向重复加载。通过反复的实践,最后发现了清式斗栱在不同方向上会发生的位移曲线,还加强研究了它的动力特征在不同边界条件下产生的变化。还有专家运用了三维半刚性节点,这一单元模型可以按照全部结构中自振频率应用Simplex手段定位模型的系数范围。该模型是古木结构整体受力性能有限元分析的重要理论基础。

结论

木结构范文第3篇

关键词:砖木结构;文物建筑;修缮;措施

中图分类号:U655文献标识码: A

文物建筑是历史文化的载体,又是历史文明最真实的记录。对它进行修缮保护或开发利用,必须严格遵守它的历史原貌和原状,不应该有任何改动和变异。否则,就是在一定程度上对历史的篡改和否定。应该明确,尊重历史文明,就必须尊重这些历史遗产的本来面目。当前,各方面的建设突飞猛进,日新月异,许多文物建筑的保护修缮工程也在积极进行。我国现存的文物建筑中,绝大部分建筑都属于砖木结构。此类建筑为我国古建筑的主流,是我国悠久文化遗产的组成部分,是祖先留给我们的物质财富和精神财富,也是一种很重要的旅游资源。砖木结构文物建筑大多建设年代久远,随着时间的流逝和风雨的侵蚀,文物建筑遭到不同程度的破坏。要做好砖木结构文物建筑的保护与利用,维护文物建筑的任务就日趋重要。

1砖木结构建筑损坏成因

砖木结构是指以砖作外墙木质门窗、屋顶、梁、柱、楼板构成的单层、多层房屋。其基本特点有:砖木结构建筑多为可燃空心隔墙、木地板建筑毗连、通道狭小、楼梯陡、走廊窄。此类建筑的构架大多数为木结构,这是因为木材很容易加工,因而成为人类使用的最古老建筑材料之一。但它的致命缺点又在于它是一种生物材料,在使用过程中,不可避免地会遭受各种因素影响,使材质变质强度下降,结构破坏,这也是古建筑维修中面临的很大问题。

2砖木结构建筑修缮原则

2. 1安全为主的原则

砖木结构文物建筑都有百年以上的历史,留存于世的砖木结构文物建筑均有不同程度的风化或槽朽,如果以完全恢复原状为原则,不但会花费大量的财力物力,还可能降低了建筑的文物价值。应以建筑是否安全作为修缮的原则之一。与主体结构关系较大的构件出现问题时应予以重视,不轻易以构件表面的新旧为修缮的主要依据。

2. 2不破坏文物价值的原则

文物建筑的修缮应“修旧如旧”已成为法则,这个法则包含着:能粘补加固的尽量粘补加固;能小修的不大修。文物建筑的构件本身就有文物价值,将原有构件任意改换新件,虽然会很“新”但可能使很有价值的文物变成了假古董。只要能保证安全不影响使用残旧的建筑或许更有观赏价值。

2. 3建筑风格统一的原则

经修缮的部位应尽量与原有建筑风格一致,维持原有的平面布局、造型和艺术风格等。如果在以前的维修过程中,人为因素破坏了原有风格,在重修时应参照最初的风格予以恢复。

2. 4尽量利用旧料原则

利用旧料可以节省大量资金。从建筑材料的角度看,有时还能保留原有建筑的时代特征。在修缮时,人们或许对于旧石料舍不得轻易丢掉。而对于旧砖瓦往往重视不够。其实就砖瓦是大有用处的,在修缮过程中选用完好的旧料适当使用,既可降低造价,也可保持建筑原有风貌。

3文物建筑的修缮程序

3.1详实的勘察

对文物建筑进行详实的勘察,是指定修缮方案的重要依据。勘察工作包括基础、台明、大木构架、屋面、装修、附属设施等几大部分。勘察的结果将直接影响修缮方案的深度,因此,勘察要细致、深入。如遇有顶棚的建筑,一定要进入顶棚内进行详细的勘察,这样会发现许多有价值的信息。

另外木构件糟朽开裂的部位要使用探针等工具探察,裂缝、歪闪等部位要有标尺记录尺寸。由于许多历史信息可能会在今后修缮过程中丢失,因此为保证建筑修缮的真实性,要尽可能多的记录,并拍摄照片存档;同时重要的彩画等部位不仅应拍摄照片,还应拓片存档。对修缮范围内的碑刻等历史遗迹都应标明具置,特别是对古树名木的标注,有条件的还应标明年代和冠径等,这将有利于下一步修缮方案和保护方案的制定。勘察的一切数据都最终要如实、详细的标注在勘察图纸上。对于建筑的原有避雷、安防设施等也要同时进行勘察,如有相关单位出具上次检验合格证明,可作为附件附在勘察报告的后面。

3.2进行病害分析,编写勘察报告

在详细现场勘察后,应将已取得的信息分类,与历史档案和照片进行对比分析,尤其是要对文物建筑病害产生进行分析,通过分析找出建筑损坏的根本原因,以便对症下药,必要时还需进行地质岩土结构安检评估或鉴定。在上述工作的基础上,开始编制可行性研究分析报告和勘察报告,为修缮方案的制定奠定基础。勘察报告是对文物建筑现状真实的反映和体现,要严格按照文物法中有关规定要求编制。勘察报告要注明建筑的形制、始建年代、历史沿革、历史修缮记录等。鉴于文物建筑一般不是独立存在,建筑周边的环境和附属建筑等也应在总图上进行标注。勘察中所有损坏的构件包括裂缝大小等要按原位置详细标注在图纸上,如遇丢失的构件要一并注明,重要的还要编号并与勘察照片相对应,勘察图纸标注的位置也要与以后的修

缮图纸相对应。

3.3去伪存真,确定修缮方案

在上述工作的基础上根据文物建筑的等级、损坏程度等确定修缮原则、性质,制定初步修缮方案。确定修缮原则和性质是为了明确修缮的目的、意义以及修缮的初步设想和修缮后的效果。对于历经数次维修的建筑,在修缮方案的制定过程中应特别注意建筑的“原真性”。 修缮方案一般要经过多次修改和专家论证后方能成为施工方案。详实的修缮方案将能很好的指导文物建筑的施工。

4砖木结构建筑的修缮方法和措施

4.1基础及其加固

基础的破坏对砖木结构建筑最为危险。由于地下水位变化而使局部地下下沉和开裂,整体地基变动等造成基础破坏,加固基础的方法有打木桩法、化学灌浆法、局部顶升法和加固法等。

4. 2墙柱部分

墙体,最常见的破坏是裂缝和倾斜,裂缝维修方法通常采用注浆补裂法,墙体倾斜可用加固扶正、支撑法等方法,并可采用提高砂浆标号或在墙体中适当增加抗震钢筋,或钢筋水泥砂浆面层等方法加固墙体。

柱体柱子受潮或屋顶荷载的影响柱子往往有劈裂槽朽现象尤其是包在墙内的柱子因缺乏有效的防潮措施肩时整根柱子腐朽严重影响其承重能力。柱子的损害情况不同,处理方法也有所不同。局部腐朽的柱子,--般尚未影响立柱的承载力河采用挖补和包镶的做法。细小轻微的裂缝,可采用嵌补法修复用环氧树脂腻子封阻并做好裂缝处防腐处理;当裂缝宽度在3 nnn - 30nnn之间时用同种木质嵌补后进行表面修补与原木纹相符;当裂缝宽度超过30nnn时,可采用嵌补加箍法。当槽朽程度严重、裂缝过大时,可考虑更换新柱。柱子部分腐朽的可采用墩接手法更换柱子腐朽部分全部腐朽的可采用“打华拔正”,即用简立华件顶住梁架,以升高梁位来更换和扶正柱子。

4. 3梁架构件

梁架构件主要承受屋顶的重量,随着时间的流逝,其承载能力逐渐减退,梁架构件会发生变形、下沉、腐朽、破损等现象。梁架构件通常采用榫卯结合,往往由于年久失修,受各种因素影响,构件常伴有松散、拔榫、滚动等现象,可采用拨正紧固的方法,如加箍法、螺栓加固法、拉杆法等。梁架构件中梁、枋、桁等受弯构件由于槽朽、风化、虫蛀等原因,会出现弯曲、裂缝、断裂等现象,需作加固处理,常用的方法有加箍法、钢加固法、局部更换等。梁架构件中的角梁因所处位置在建筑物的角部,易受风雨浸蚀,易发生腐朽和开裂,造成檐头沉陷、角梁尾部翘起或向下溜窜等现象。加固修补方法是将翘起或下窜的角梁随着整个梁架拨正时,重新归位安好,在老角梁端部底下加一根柱子支撑,新加柱子要做外观处理。

4. 4椽子与飞缘

由于屋面漏雨等原因,椽子也很容易发生腐朽、劈裂和折断。通常采用回附椽子的方法做加固处理。当如椽子腐朽、折断过多,应考虑挑修屋面,普遍更换椽子。飞缘由于所处位置易受侵蚀,也是很容易腐朽的构件。维修实践证明,往往是在椽子尚大多完好的情况下,飞缘却已成严重腐朽,需要更换。

4. 5木质构件的三防措施

文物建筑的梁架构件大多数为木结构,木材的致命缺点在于它是一种生物材料,在使用过程中,不可避免地会遭受各种因素影响,使材质变质,强度下降,结构破坏,在维修过程中要采取措施加强木材的防火、防虫和防腐处理。在文物建筑区域增设防火墙、消防栓,木材表面刷涂防火涂料,以降低木材表面燃烧性能,保证木结构建筑的防火安全。为了防止白蚁等虫害,维修时采可采用喷、撒、埋、浸等方式,使用药物对木构件进行处理;为防患于未然,也可对建筑死角进行跟踪式防治,在维修的同时随即放置药物。为避免木材受损,延长使用寿命,减少维修次数,根据木材的不同含水率情况以及文物建筑维修规范的相关规定,可采用涂刷法、浸泡法、喷淋等方法对木材进行防腐和化学加固。

4. 6砖瓦维护

砖木类文物建筑大量采用的粘土砖一般不抗冻。大部分砖木结构不设防潮层,或仅在地面位置设置磉石或锁口石,地基会不断向上部砖砌体供水,如果没有防水层或保温效果差,砖就会受冻破坏并不断出现剥落。在维护或维修时,可抹无色的防水涂料或增加外墙防水砂浆并定期进行维护可以减轻砖遭受冰冻的影响。暴露在外地青砖砖体极易风化受损,可采取传统的抹面或剔补等保护措施。

砖木结构文物建筑维修和保护过程中,还涉及屋面瓦的修缮工作。瓦顶状况良好、几无损伤时应定期清扫瓦拢和天沟、筒板瓦顶的瓦顶,并及时修剪妨害文物建筑瓦顶的树枝。当瓦顶漏雨严重或大木结构需要落架重修时,必须先揭除瓦顶,修好大木结构并做好防水层施工后再按原做法恢复。

5结语

总之,对文物建筑的修缮是一种既让人兴奋又让人头痛的事,兴奋是在对文物建筑修缮过程中总会给人带来很多的惊喜与意外,头痛的是如何在保护好文物建筑的过程中做到保持现状与恢复原状的统一。但无论如何,只要用心去做,便会使文物建筑焕发出新的生机。

参考文献

[1]GB 50005-2003木结构设计规范[S].北京: 中国建筑工业出版社,2003.

木结构范文第4篇

[关键词]残损;特点;古建筑;木结构;加固

在长期风化与腐蚀中,大部分古建筑木结构均出现不同程度的坏损,积极做好古建筑木结构的修复与加固工作极为重要,采用符合实际情况的加固方式对提升整体结构稳定性有较大帮助作用。

1古建筑木结构的残损特点

根据年代、建造材料、施工工艺等的不同,古建筑木结构的残损有着本质差别,特点方面也有所差异,目前已知的古建筑木结构残损特点主要有7个方面,这也对加固技术提出了严格要求。

1.1屋面漏水

屋面漏水在降水较多、相对较为潮湿的地区较为常见,虽然屋面漏水的加固手段较多,但对于木质结构的腐蚀却是难以修复与弥补的。屋面漏水的主要原因是屋面结构密封性存在问题,相关建筑材料的选用存在问题,长期的使用,使古建筑出现结构倾斜的情况,作为主要的结构支撑体,结构的倾斜将带来一系列问题,尤其容易导致檐头椽子翼角的下垂变形,进而致使出现裂缝及漏水情况进一步加剧,加之水对木结构的腐蚀,极易导致古建筑的坍塌。

1.2木材的干缩裂缝

木材干缩裂缝的情况,在西北部地区较为常见,出现裂缝的木质结构使原有的重力支撑点发生改变,极大的降低了木质结构的强度与密度,使其呈现出分散的支撑结构,一般在非外力影响下,该结构相对较为稳固,但在受到外力影响时,用于支撑重力的总体结构,容易出现更大的裂缝,从而加剧问题的严重性,并带来了重大的安全隐患。

1.3木材的糟朽

古建筑所处的环境,决定了木材的糟朽程度,大部分古建筑木材均会出现不同程度的糟朽,对古建结构产生影响,极易导致结构的不稳定,进而加深了其余承重结构的压力,在一定程度上,也加快了其余承重结构的损毁速度,大大降低了古建筑的整体稳定性。

1.4结构的挠度

在受力与非受力温度变化时所产生的位移对古建筑结构威胁较大,同时也给后期修缮工作带来一定难度。归根结底,主要是大部分木材在长期使用中老化问题较为严重。发生挠度的木质结构随时可能发生破损情况,而由于没有事先预兆,仅根据挠度变化无法准确判断出损毁的位置,进而加大古建筑的危险系数。

1.5梁柱节点的拔榫,脱榫

榫在古建筑中较为常见,是连接木材梁柱的连接点。在古建筑中,脱榫情况尤为严重,其也成为诸多古建筑发生坍塌的主要原因,脱榫一般与榫子并没有直接关系,主要原因在于榫卯,该位置的摩擦力随时间的推移而逐步降低,拉力也随之下降,容易产生脱榫及拔榫的现象。拔榫与脱榫现象的发生,进一步加剧了古建筑建构的松散程度,在外力作用下极易产生坍塌问题。

1.6柱子倾斜

通常情况下,在古建筑结构完好的情况下,柱子的倾斜情况较少,而即使出现柱子倾斜的情况,也并不会产生较大的倾斜,除非受到较强外力影响。榫卯对柱子倾斜的影响较大,在受到外力影响而倾斜的柱子中,榫卯的影响占有较大比重。作为古建筑主要的重量承载体,柱子的倾斜所造成的影响是整体性的,在不平衡的结构条件下,一根柱子的倾斜极有可能导致古建筑的整体倒塌。

1.7地基破坏

地基破坏主要是选址或地理环境问题,地理环境对地基的破坏尤为严重,自然灾害及虫灾等,均是地基破坏的主要诱因。含沙层的沙土流失与地下积水也是不可忽视的重要影响因素,大部分受到地基破坏的古建筑均会出现倒塌现象并难以修复与加固。

2古建筑木结构残损的修复加固方法

2.1屋面破坏

以揭瓦檐头方法对木结构的檐头望板、飞椽等构件糟朽或弯垂进行处理。步骤:拆开瓦面,铲除灰背,更换或修正木构件,恢复瓦面。

2.2干缩裂缝

柱子的裂缝宽度小于3mm可采用腻子勾抹严实;裂缝宽度在3mm~30mm可用木条嵌补,并用耐水性胶粘剂粘牢。

2.3糟朽

节点处轻度糟朽可剔除腐朽部分,接种新木,后以螺栓及U型钢板加固;节点处糟朽严重则应及时更换梁头,使用螺栓等加固,以便提高结构强度与稳定性,严重的糟朽要能够及时察觉,进而避免带来严重的安全隐患。

2.4挠度

下撑式拉杆法:在木梁下部增设拉杆,组成桁架与木梁的形式。在加固前要确保木梁两端的材质完好,如有腐朽或虫蛀则不能采用此方法;支顶加固法:对梁架进行支顶,减小其挠度,提高受荷性能。

2.5梁柱节点破坏

扁钢加固:用短钢包裹住已有裂缝的梁截面,再用木钉或螺栓将扁钢固定在梁上;木夹板或钢夹板加固:在木柱与梁架的交接部位用木夹板或钢夹板加强连接,或采用U型钢加固。

2.6柱子倾斜

添加胶合板抗震墙:日本属于多地震地区,日本的古建筑木结构加固均具有良好的抗震性能,因而采用日本古建筑木结构修复加固方法效果较好,需要将胶合板进行固定,固定位置在梁柱的连接处,进而加强框架的的稳定性;增设钢铁构架:钢铁构架的使用,在世界范围内较为广泛。在增设钢铁构架过程中,需要注意的是首先要保证结构框架的结构强度,其次要确保其能够承受钢架构架的重量,最后通过增加架构连接点的方式,增强结构的抗侧移刚度。在多种加固方式中,该种方式优势较为明显。

3结语

残损古建筑木结构加固技术较多,需要选择适合古建筑结构稳定性的加固方式。古建筑木结构加固专业性质较强,对技术与加固水平要求较高。随着科技的不断革新,加固技术也随之有了显著的提升,采用新型材料进行木质结构的加固势在必行,将古建筑木结构加固技术与现代新型材料进行有效融合,对提高古建筑修复行业的稳定发展有着积极作用。

参考文献:

木结构范文第5篇

引言

在古建筑保护中,我们发现鲁甸县古建筑存在着自然糟朽和生物破坏两重严重问题,自然糟朽主要是因为潮湿环境的气候特点所致,生物破坏主要有白蚁、粉蠹虫、蛀木黄蜂等有害昆虫所致。同时,有害昆虫对建筑物的破坏也与气候、自然环境等有着重要的因果关系。以下就鲁甸县古建筑病害及防治进行初步探析。

一、鲁甸县山区气候主要特点及对古建筑的影响

鲁甸县地处云贵高原北部,境内地型复杂,山地高差大,气候的垂直变异远大于水平变异,形成典型立体气候,属干湿季分明垂直变异突出的低纬山地季风气候。境内气候随着海拔的变异,年平均气温、年较差、积温、无霜期、雪凌程度和干湿性质均发生变异。县境最高最低点的相对高差为2788.2米,垂直变化达15.056℃,随着海拔高度的增加,年降水天数有所增加,降水量会逐步加大,蒸发量变小,空气湿度也逐步加大。

气候因素对鲁甸木结构建筑的损害极为严重,造成木结构建筑长期处于潮湿状态,加速了糟朽局面的形成,还给各种有害生物的产生形成了便利的条件和环境。2012年起,我们通过对鲁甸县木结构古建筑进行调查,对建筑物各种病害进行了分析,我们认为:鲁甸县地理环境、气候等我们无法控制或改善,但对古建筑物面临的生物侵害做出反应,采取积极有效防治措施是可以做到的,只有这样,才能确保木结构古建筑的安全。

二、鲁甸县古建筑主要生物病害

(一)白蚁危害

白蚁亦称虫尉属节肢动物门,昆虫纲,等翅目,类似蚂蚁,但实际上白蚁和蚂蚁是两种不同物种,白蚁是一种多形态、群居性而又有严格分工的昆虫。白蚁体软而小,通常长而圆,白色、淡黄色,赤褐色直至黑褐色。白蚁分布于热带和亚热带地区,分布范围很广,以木材或纤维素为食。白蚁是一种危害性很大的昆虫,白蚁对古建筑的损害非常大,是世界性的害虫,以其群体大、数量多、活动隐蔽为主要特征。白蚁对古建筑的危害之所以很大,主要有以下几个原因,其一,活动极其隐蔽。除季节性分飞外,白蚁从不露天活动,它的巢穴多在地下和物体内部,一般不易发现。其二,活动范围极其广泛。白蚁以纤维素为主要食料,而纤维素广泛存在于地表,取食较为容易,使白蚁活动范围十分广泛。其三,危害结果极为严重。一般情况下,一旦发现白蚁蛀蚀,说明房屋已经到了非常严重的程度,有可能造成房屋倒塌。鲁甸县拖姑清真寺、甘菜园大佛寺、骡马口观音寺、桃源龙头山清真寺、文屏清真寺、岔冲清真寺等古建筑的木柱均遭到白蚁侵蚀。可以说白蚁已经成为破坏古建筑的一个主要角色。

(二)粉蠹虫危害

粉蠹虫俗称“粉虫”。属于长蠹科、象虫科和长小蠹科等,这种有害昆虫对古建筑木结构的危害也非常大,它们一般将木材蛀成针孔大小的虫眼,危害严重时,针孔虫眼在木材表面密布,在木材表面或周边形成大量的木粉尘堆积。粉蠹虫主要破坏木材纤维,锯开粉蠹虫啃噬的木材发现,内部孔洞纵横交错,木材整体呈海绵状。造成木材质量(比重)下降,木材的强度严重降低,表面稍用力即可破损,木结构梁架遭蛀蚀后极易断裂,造成房屋坍塌。鲁甸县所有寺庙几乎都存在粉蠹虫侵蚀,较为严重的有拖姑清真寺大殿、桃源龙头山清真寺唤醒楼等建筑。

(三)蛀木黄蜂危害

蛀木黄蜂俗称“木蜂”,属于木蜂类膜翅目木蜂科(椽蜂科)。喜欢在干燥的木材及木结构建筑构件上蛀洞筑巢。蛀木黄蜂的蛀孔一般约lcm大小,以黄蜂身体可以自由出入为准,其在木材上蛀蚀孔洞并不是为了取食,而是类似于蜜蜂的蜂房。蛀木黄蜂通常在木材蛀蚀的孔洞内产卵,内置花粉,繁衍后代,幼虫除食用花粉外,也食用木材淀粉。蛀木黄蜂造成的危害包括以下几个方面:一是通过蛀洞使建筑木材纤维断裂,造成木材强度大大减弱。二是通过不断的繁衍,使得蛀木黄蜂数量越来越多,造成古建筑木构件不堪重负,造成古建筑物慢性倒塌,对古建筑危害极大。鲁甸县多处木结构古建筑有迹象受到蛀木黄蜂的侵蚀,虽然不是很严重,但也应该引起足够的重视。

三、古建筑虫害防治措施

对古建筑病虫害的防治,古建保护专家都进行了很多研究,成果很多。但各地不同的环境,会造成生物习性有一定的差异,因此在保护过程中,必须结合本地情况,有针对性地加以防治。针对鲁甸县的木结构建筑的病害,建议采取对应措施加以防治。

(一)白蚁防治

对白蚁防治可以进行综合防治的办法,第一,灭治与预防相结合。对白蚁危害较为严重的拖姑清真寺等古建筑全面进行白蚁灭治处理。第二,环保防治。可以用喷洒灭蚁粉剂、设置白蚁诱饵、跟踪监控等方法来防治白蚁,防止白蚁危害蔓延和扩散。第三,定期观测白蚁害情。要把检查预防作为第一位的工作来做,即时发现即时防治。

(二)粉蠹虫防治

针对木结构古建筑防治,我们认为对粉蠹虫的预防治理有一定的难度,因为粉蠹虫孔眼极小,如果没有在木结构建筑柱、门、窗周围看到粉尘落地,仅凭肉眼很难发觉粉蠹虫危害。防治粉蠹虫有三大难点:第一,难发现,不能发现就不能防治。第二,粉蠹虫不怕油漆,涂得再厚的油漆,粉蠹虫也能穿透。第三,喷洒药物,收效甚微。因为药物很难达到木结构古建筑的构件内部,发挥药效。所以,我们认为,防治粉蠹虫的最佳有效方法是药物灌注法,即用医用注射管加入药物通过粉蠹虫蚀孔往里进行注射,这种方法虽然耗时费力,但效果较好。防治过程中,也可以把它同向木结构表面涂刷药剂的方法结合起来,这种方法耗时少,操作简单,有一定的防治效果,但要警钟长鸣,经常涂刷,否则,前功尽弃。

(三)蛀木黄蜂防治

根据蛀木黄蜂的生活习性,其活动范围内,一定有开花的植物,蛀木黄蜂才能采集花粉,哺育后代。针对蛀木黄蜂的生物习性,我们的做法是清除木结构古建筑周围的开花植物,使蛀木黄蜂失去生存繁衍的先决条件。蛀木黄蜂对油漆有惧怕习性,于是大都数的木结构古建筑都涂刷了油漆。