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古建筑中木结构的修缮
修缮是古建筑保护的中心环节,这里只介绍木结构的修缮。
1、木结构修缮原则
我国以木结构为主体的古建筑,经历了数百年,甚至上千年的风风雨雨的考验,有些完整地保存至今,成为我国宝贵的文化遗产。
但是,木材作为一种(((2利用现代科学手段,如X 射线、超声波和激光等,对大木结构做无损探伤,已能精确地测定构建损害的部位、大小和损害程度等。
用X 射线照相技术甚至可以确定某些木质害虫的种类。
一些物理手段已成功地用于木结构和木质文物的杀菌和杀虫。
高分子材料用于腐朽和虫蛀木结构的加固,国外早在19世纪末已实验性地做了大量工作,至20世纪20年代,已开始被广泛应用。
而我国在20世纪70年代初才正式用于实践。
实践证明,用高分子材料加固木结构,
省时、省力、节约开支,加固后强度高于原来木材强度,而且加固部位还具有防腐、防蛀的效果,在古建筑维修和木质文物保护中值得推广。
木材的化学防腐处理是古建筑维修面临的更加迫切的问题。
由于历史的局限,我国古代建筑木结构没有做专门的化学防腐处理。
工代工匠尽管在施工中采取了特殊的通风防潮措施,特别是选用了耐腐、耐蛀的树种,使得有些建筑物虽历千年而不腐,但毕竟木材的腐朽和虫蛀以及物理化学损害,是很难避免的自然现象。
同时,我国现在森林资源严重缺乏,用于古建筑的可供选择的耐腐树种已经不多,实际上,大量使用的是
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物的安全。
(1)立柱的维修
立柱的主要功能是支撑梁架。
年长日久,立柱受环境影响和生物损害,往往会出现腐朽和开裂,柱根更容易腐朽。
尤其是包在墙内的柱子,由于缺乏防潮措施,有时整根柱子腐朽,严重的会丧失承载能力。
柱子的损害情况不同,处理方法也应有所不同。
①局部腐朽的处理:柱子表面局部腐朽,深度不超过柱经1/2,而尚未影
响立柱的承载力时,一般采用挖补和包镶的做法。
挖补时,先将腐朽部分剔除干净,最大限度地保留柱身未腐朽的部分。
剔除部分应成标准的集合形状,将洞内木屑杂物剔除干净,用防腐剂喷(或涂)至少3遍。
嵌补木块与洞的形状尽量吻合。
嵌补前,木块也要用防腐剂处理。
嵌补木块用胶黏接或用钉钉牢。
如果柱子腐朽部分较大,面积在柱身周围一半以上,或柱身周围全部腐朽,而深度不超过柱子直径的1/4时,可采用包镶做法。
先将腐朽的部分
0.5cm
整柱浇铸时,与柱子结合处的梁枋榫卯等应事先用油纸包好,以避免榫卯与柱子黏牢,影响以后的修缮。
④严重腐朽部分的处理:柱子使用过程中,往往会发生局部的严重腐朽,腐朽的深度超过柱直径的1/2。
这样的情况大多发生在柱脚及上部与梁枋榫卯的结合处,而其他部位立柱材质任然完好。
此时宜采用墩节的方法。
柱子墩接的方法有多种,不管使用哪种方法,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。
在具体施工过程中,往往不能将腐朽部分全部截去,而要保留内部腐朽了一部分的
旧柱子。
处理这部分柱子,除了必要的喷涂防腐剂外,还应做内部吊瓶防腐处理。
⑤柱子全部严重腐朽的处理:当柱根立柱从上至下全部严重腐朽,已失去承载能力,而梁架尚属完好时,为避免大落架、大拆卸,可采取换柱子的方法。
柱子抽换前,首先应把柱子周围(如坎墙、窗扇、抱框及与柱子有关联的梁枋榫卯等)清理干净。
然后,切实支好牮杆,使原有的柱子不在承受荷载。
再将旧柱子撤下,把新柱子换上,就位,立直。
4
U
牢。
若同时发现腐朽,则应采用挖补的方法或环氧树脂浇铸加固,在浇铸钱一定要把腐朽部分清除干净。
根据相关规定,顺纹裂缝的深度和宽度,在不大于构件直径的1/4,长度不大于木件本身长度的1/2;矩形构件的斜纹缝不超过2个相邻的表面,圆形构件的斜纹裂缝不大于周长的1/3时,可采用上述方法处理。
裂缝超过一定限度,则应考虑更换构件。
②包镶梁头:梁头暴露在室外,很容易因漏雨受潮发生腐朽。
当腐朽并未深及内部时,可采用包镶法处理。
包镶时,先将梁头腐朽部分砍净、刨光,用木板依梁头尺寸包镶、胶黏、钉牢,最后镶补梁头面板。
整个过程中,均应按照要求做好新、旧木料的防腐处理。
另外,包镶也可以采用环氧树脂浇铸的方法。
做法是先将腐朽的部分砍净剔光,用胶合板依梁头大小钉成模版,并预留浇铸孔。
浇铸料的配制请参照化学加固的方法。
若梁头仅为非承重部分,可用锯末作填充材料。
在更换新制大梁时,有时由于断面尺寸不够大,也可采用包镶梁头的方法,使其能与原有的其他梁头取得形式上的统一。
角梁头腐朽,可采用接补发处理,做好与柱子的墩接法相同。
如果仔角梁腐朽大于挑出长度的1/5时,应做整根更换。
梁尾劈裂,加固时可用胶黏补,再在桁的外皮加铁箍一道抱住梁尾,用螺栓贯穿,将老角梁和仔角梁结合成一体。
⑤椽子与飞椽:由于屋面漏雨等原因,椽子也很容易发生腐朽、劈裂和折断。
通常采用加附椽子的方法做加固处理。
当屋面上大多数椽子完好,只有个别几
根需要更换,因受条件限制,又不易抽换时,可复制1-2根新椽子,顺原椽身方向插进去,搭在上、下桁上,钉牢。
如椽子腐蚀。
折断过多,则因考虑挑修屋面,普通更换椽子。
新制椽子由于体积较小,宜采用侵泡法做防腐处理,建议使用4%的硼硼酚溶液,侵泡24h。
根据木材树种和含水率的不同,可适当增减侵泡时间,原则是保证达到最低吸药量——4kg(干药)/m3(木材)。
由于所处位置易受侵蚀,飞椽也是容易腐朽的构件。
维修实践证明,往往是在椽子尚大多完好的情况下,飞椽已成严重腐蚀,需要更换。