木結(jié)構(gòu)古建維修加固，原來榫卯和柱子、梁架用到的手段都不一樣，一篇文章帶你看明白

　　中國傳統(tǒng)木結(jié)構(gòu)民居由于年代久遠(yuǎn)，在長期的使用過程中會(huì)出現(xiàn)不同程度的殘損，如節(jié)點(diǎn)松動(dòng)、木材腐朽導(dǎo)致的材性劣化、屋架傾斜等?？傮w上，目前我國大部分地區(qū)的木結(jié)構(gòu)傳統(tǒng)民居，需要進(jìn)行抗震研究，并對(duì)其進(jìn)行加固及保護(hù)。

加固位置及使用材料

　　曾有學(xué)者用模擬試驗(yàn)臺(tái)對(duì)Q235扁鋼加固榫卯節(jié)點(diǎn)的力學(xué)性能進(jìn)行了研究，加固試驗(yàn)中，考慮到扁鋼加固前后的加速度、自振頻率、阻尼等因素，用扁鋼加固的使得結(jié)構(gòu)的剛度確有提高，構(gòu)件剛度明顯提升（碳纖維布提高一倍，扁鋼提高二倍），榫卯節(jié)點(diǎn)的承載力明顯提升（碳纖維布提高一倍，扁鋼提高三倍）。

聊城光岳樓，加固構(gòu)件清晰可見

　　但是，也有專家學(xué)者就對(duì)扁鋼的加固提出了質(zhì)疑。認(rèn)為扁鋼增加了節(jié)點(diǎn)的剛度、加速度放大系數(shù)，造成能量不能吸收，使得鄰件的內(nèi)力增加，加快鄰件的破壞。

　　在傳統(tǒng)木構(gòu)建筑中加設(shè)鐵箍時(shí)，需將鐵箍嵌入木結(jié)構(gòu)中，使其外皮與梁柱外皮齊平，以便油飾。同時(shí)由于鐵箍易銹蝕，使用前必須進(jìn)行除銹及抗腐蝕的處 理，此道工序既費(fèi)時(shí)費(fèi)力，而且稍有操作不慎將導(dǎo)致構(gòu)件新的破壞。

屋架與柱連接的斜撐圖

　　加強(qiáng)木構(gòu)架和木屋蓋縱橫向的穩(wěn)定性：木構(gòu)架房屋的橫向和縱向均應(yīng)在木柱上、下柱端和樓層下部設(shè)置穿枋，并應(yīng)確保穿枋貫通木構(gòu)架的各個(gè)柱子，以增強(qiáng)木構(gòu)架縱橫向的強(qiáng)度和剛度。

（a）五柱落地的木構(gòu)架 、（b）三柱落地的木構(gòu)架

　　設(shè)置完整的木構(gòu)架體系：設(shè)置完整的端屋架，柱子盡量落地，不采用高石墊腳的形式，即不用硬山擱檁或墻抬梁的形式。

木柱子的加固

　　對(duì)于木柱的干縮裂縫，當(dāng)其深度不超過柱徑（或該方向截面尺寸）1/3時(shí)，可按下列嵌補(bǔ)方法進(jìn)行修補(bǔ)：

　　當(dāng)裂縫寬度不大于3mm時(shí)，可在柱的油飾或斷白過程中，用膩?zhàn)庸茨▏?yán)實(shí)。

　　當(dāng)裂縫寬度在3mm～30mm時(shí)，可用木條嵌補(bǔ)，并用耐水性膠粘劑粘牢。

　　當(dāng)裂縫寬度大于30mm時(shí)，除用木條以耐水性膠粘劑補(bǔ)嚴(yán)粘牢外，尚應(yīng)在柱 的開裂段內(nèi)加鐵箍（或碳纖維箍）2～3道。若柱的開裂段較長，則箍距不宜大于0.5m

　　對(duì)于潮濕環(huán)境下的木柱腐朽，可采用下列剔補(bǔ)或墩接的方法進(jìn)行整修或加固處理：

　　當(dāng)柱心完好，僅有表層腐朽，且經(jīng)驗(yàn)算剩余截面尚能滿足受力要求時(shí)，可 將腐朽部分剔除干凈，經(jīng)防腐處理后，用干燥木材依原樣和原尺寸修補(bǔ)整齊，并用耐 水性膠粘劑粘接。如系周圍剔補(bǔ)尚需加設(shè)鐵箍（或碳纖維箍）2～3道。

　　當(dāng)柱腳腐朽嚴(yán)重，但自柱底面向上未超過柱高的1/4時(shí)，可采用墩接柱腳的 方法處理。若木柱內(nèi)部腐朽、蛀空，但表層的完好厚度不小于50mm時(shí)，可采用不飽和 聚酯樹脂進(jìn)行灌漿加固。當(dāng)木柱嚴(yán)重腐朽、蟲蛀或開裂，而不能采用修補(bǔ)、加固方法 處理時(shí)，可考慮更換新柱。

　　一般來講，為了預(yù)防木構(gòu)架的腐朽，屋架、大梁等承重構(gòu)件的端部，不應(yīng)封閉在砌體或其它通風(fēng)不良的環(huán)境中，周圍應(yīng)留出不小于5cm的空隙，以保證具有適當(dāng)?shù)耐L(fēng)條件。同時(shí)，為了防止受潮腐朽，在構(gòu)件支座下，還應(yīng)設(shè)防潮層或經(jīng)防腐處理的墊木。木柱、木樓梯等與地面接觸的木構(gòu)件，都應(yīng)設(shè)置石塊墊腳，使木構(gòu)件高出地面，與潮濕環(huán)境隔離。

　　另外，也有一些古建筑、和近現(xiàn)代仿古木結(jié)構(gòu)建筑在修繕加固時(shí)采用了FRP材料，常見的FRP主要有芳綸纖維AFRP，碳纖維CFRP，玻璃纖維GFRP，玄武巖纖維BFRP。目前，加固領(lǐng)域主要采用的是CFRP。

　　有學(xué)者研究表明，提高幅度與CFRP層數(shù)和方式密切相關(guān)。粘貼1層CFRP布（滿布、螺旋和條帶）受壓承載力提高7.6%—16.8%，粘貼2層CFRP布的受壓承載力提高23.9%—26.1%。

　　但是，輔助加固技術(shù)屬于新型材料，是否能在一些重要的古建筑和造型、構(gòu)件具有重要?dú)v史信息的建筑上應(yīng)用，還需要具體的論證。

屋架加固

　　支撐系統(tǒng)可采用鋼結(jié)構(gòu)，鋼構(gòu)件與木構(gòu)件采用螺栓加連接件連接。對(duì)于受壓桿件，可采用局部加木夾板并以螺栓連接的加固方法；對(duì)于受拉桿件，可采用局部加木夾板，也可采用鋼拉桿的加固方法。對(duì)于屋架節(jié) 點(diǎn)，可采用鋼夾板的加固方法。

　　當(dāng)屋架中個(gè)別構(gòu)件強(qiáng)度或穩(wěn)定性不足，以致影響整個(gè)屋架承載能力時(shí)，或者使用舊料制作的屋架，構(gòu)件留有孔眼削弱截面面積時(shí)，可采取構(gòu)件加固的方法。

　　受彎構(gòu)件，上弦個(gè)別地方出現(xiàn)斷裂跡象，其他部分完好，可采取局部加木夾板并以螺栓連接的加固方法。受拉構(gòu)件，可采取局部加木夾板加固方法或用鋼拉桿加固。