摘要:介紹了古建筑木結(jié)構(gòu)光岳樓的建筑構(gòu)造,探討了木結(jié)構(gòu)常見(jiàn)的病害及其成因,有針對(duì)性的探討了常用的加固保護(hù)措施。
關(guān)鍵詞:木結(jié)構(gòu)、劈裂、腐朽
1.光岳樓概況
光岳樓位于聊城舊城中央,其主體結(jié)構(gòu)建于1374年(明洪武七年),是歷史文化名城聊城的標(biāo)志性建筑,與岳陽(yáng)樓、黃鶴樓并稱中國(guó)三大名樓,也是目前我國(guó)現(xiàn)存的最高大、最古老的古樓閣之一,是全國(guó)重點(diǎn)文物保護(hù)單位。
光岳樓為四重檐歇山十字過(guò)街式樓閣,通高33米,分為墩臺(tái)和主樓兩部分。墩臺(tái)為磚石砌成的正四棱臺(tái),底邊邊長(zhǎng)34.43米,向上漸有收分,上緣邊長(zhǎng)32米,垂直高度9.38米,由交叉相通的4個(gè)半圓拱門(mén)和直通主樓的50多級(jí)臺(tái)階組成。。四層主樓砌在高臺(tái)上,全為木結(jié)構(gòu),4層5間,方形外加圍廊,高約24米。第一層呈方形,四周?chē)A條石。樓身檐柱共二十根,直徑0.6米,全部包在厚1.34米多的磚墻內(nèi)。第二層開(kāi)間和進(jìn)深與第一層相同。第三層為暗層,實(shí)際為結(jié)構(gòu)層,檐柱二十根,金柱十二根都自下直貫而上,即內(nèi)外槽柱,內(nèi)外柱間是梁架,與二層貫通,所以暗層其實(shí)就兩間,中間為空井。第四層開(kāi)間和進(jìn)深都比較小,平面正方形。樓脊為歇山十字脊。四面斗拱飛檐,且有回廊相通。全樓有112個(gè)臺(tái)階、192根金柱、200余斗拱。
光岳樓在形式上,磚石、重檐十字脊與內(nèi)部空置井、、等仍襲宋元閣樓的風(fēng)格。就結(jié)構(gòu)來(lái)講,柱的側(cè)腳升起、樓置暗層內(nèi)外等高雙槽柱列,斗拱疏朗配置等都是唐宋以來(lái)的傳統(tǒng)做法,所以光岳樓是建筑史上由宋元想明清過(guò)渡的珍貴例證,是研究我國(guó)古代建筑史的重要實(shí)物資料。
2.破壞類型
光岳樓歷盡滄桑,具有極高的文物、歷史和藝術(shù)價(jià)值,對(duì)其進(jìn)行病害分析和保護(hù)是非常重要的。
木結(jié)構(gòu)由于受荷時(shí)間長(zhǎng)久和經(jīng)受風(fēng)雪侵蝕導(dǎo)致材料性能下降,因而產(chǎn)生不同類型的破壞,主要包括如下幾個(gè)方面:
2.1 劈裂:劈裂主要是木材本身性質(zhì)決定的。一些木材由于在制作當(dāng)時(shí)沒(méi)有干透,其表層部分比內(nèi)部容易干燥,而木纖維的內(nèi)外收縮不一致,年久后由于木料本身的收縮而產(chǎn)生裂縫;或由于梁、柱受荷時(shí)間過(guò)長(zhǎng),木材本身材質(zhì)下降導(dǎo)致抗拉、壓、彎、剪性能降低,使得在外力作用下木材產(chǎn)生開(kāi)裂。常見(jiàn)的部位有柱頭受壓劈裂,柱身劈裂,梁栿產(chǎn)生裂紋現(xiàn)象、普拍枋等構(gòu)件的劈裂、斗栱在力的傳遞過(guò)程中在栱和翹相交處被壓劈裂、柱頭及轉(zhuǎn)角斗栱因受力集中也容易壓劈等等。
2.2 糟朽:木結(jié)構(gòu)構(gòu)件如長(zhǎng)期處于潮濕環(huán)境中,很容易發(fā)生糟朽,常見(jiàn)的部位有柱根、角梁等。柱根由于包砌在墻內(nèi),更容易腐朽,木柱被腐蝕成棗核形,周?chē)兂煞勰畹梦镔|(zhì)。角梁主要所處的位置,易受風(fēng)雨侵蝕,容易腐朽和開(kāi)裂。糟朽使得梁、柱構(gòu)件抗拉、壓、彎、剪截面面積減小,承載力降低,對(duì)整個(gè)木結(jié)構(gòu)有很大影響。
2.3 拔榫:卯榫連接是古建筑木結(jié)構(gòu)連接的主要形式,主要用于柱與柱、梁與梁、梁與柱之間的連接。往往由于年久失修,受各種因素如地基下沉、柱腳腐蝕、構(gòu)件制作不精或卯榫結(jié)合不緊密等的影響。拔榫使得梁、柱構(gòu)件有效受力截面減小,容易產(chǎn)生拉、壓、彎、剪破壞,對(duì)木結(jié)構(gòu)整體性造成一定影響。
3.保護(hù)措施
立柱和梁架是整個(gè)木結(jié)構(gòu)的重要構(gòu)件,起著支撐整座建筑物的作用。它們得劈裂、腐朽、和損壞變形會(huì)嚴(yán)重影響木結(jié)構(gòu)的承載力,從而危及整座建筑物的安全。
3.1 立柱的維修
3.1.1 開(kāi)裂的處理:
對(duì)于細(xì)小輕微的裂縫,可用環(huán)氧樹(shù)脂膩?zhàn)臃舛聡?yán)實(shí)。裂縫寬度超過(guò)0.5cm,可用木條粘牢補(bǔ)嚴(yán)。如果裂縫不規(guī)則,用鑿鏟等制成規(guī)則的幾何形槽口已便嵌補(bǔ)。裂縫超過(guò)3cm以上,深度不超過(guò)直徑的1/4時(shí),在嵌補(bǔ)順紋通長(zhǎng)木條后,還應(yīng)加鐵箍1-4道。
3.1.2 腐朽的處理
柱子表面局部腐朽,深度不超過(guò)柱子直徑的1/2,而尚未影響立柱承載力時(shí),一般采用挖補(bǔ)和包鑲得做法。腐朽深度超過(guò)圓柱直徑的1/2時(shí)宜采用墩接的方法。
3.2 梁架的維修
3.2.1 劈裂的處理:輕微的劈裂可直接用鐵箍加固,鐵箍的數(shù)量和大小根據(jù)具體情況確定。如果裂縫較寬、較長(zhǎng),在未發(fā)生腐朽的情況下,可用木條嵌補(bǔ),并用膠粘牢。若同時(shí)出現(xiàn)腐朽,則應(yīng)采用挖補(bǔ)的方法或用環(huán)氧樹(shù)脂澆鑄加固。
3.3 拔榫的處理
對(duì)于腐朽的卯榫,可將朽榫鋸掉,在截平后的原榫位,剔鑿一個(gè)較淺的銀錠榫口,再選用纖維韌性好,不易劈裂的木塊新做一個(gè)兩端都呈銀錠榫狀的補(bǔ)榫。將較短的榫嵌入新剔的卯口,做好防腐處理。
結(jié)束語(yǔ):
本文分析了古建筑木結(jié)構(gòu)光岳樓不同破壞形式,有針對(duì)性的討論了幾種常用的加固方法。根據(jù)木結(jié)構(gòu)不同的破壞癥狀,采取合適的加固方法可有效提高古建筑木結(jié)構(gòu)的力學(xué)性能。
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