燕坤
(南京市園林規(guī)劃設(shè)計(jì)院有限責(zé)任公司,江蘇 南京 210000)
根據(jù)目前情況來看,在傳統(tǒng)木結(jié)構(gòu)建筑修繕的過程中建筑結(jié)構(gòu)加固技術(shù)在不斷的創(chuàng)新,并起著極為關(guān)鍵的作用,不僅保證了傳統(tǒng)木結(jié)構(gòu)建筑的質(zhì)量和安全,而且在很大程度上也保障了居住人員的生命財(cái)產(chǎn)安全。但是,在實(shí)際應(yīng)用過程中仍然還有一些缺點(diǎn),導(dǎo)致安全隱患依然存在,所以,設(shè)計(jì)和施工人員要積累經(jīng)驗(yàn),借鑒國內(nèi)外的相關(guān)經(jīng)驗(yàn)和技術(shù),使建筑結(jié)構(gòu)加固技術(shù)在傳統(tǒng)木結(jié)構(gòu)建筑修繕的過程中可以合理、有效的應(yīng)用,不斷提高建筑結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。
在我國的傳統(tǒng)建筑中,大部分所采用的材料是木材,木結(jié)構(gòu)建筑取材方便,施工速度快。木材作為一種永恒的建材,古老而又現(xiàn)代,木結(jié)構(gòu)建筑在風(fēng)格特性上與城市特點(diǎn)相呼應(yīng),彰顯人文特點(diǎn)。天然材質(zhì)使建筑具有一種特別的親和力,消除建筑本身作為外來物的冰冷感覺,木結(jié)構(gòu)建造的靈活性可以充分發(fā)揮個(gè)性化,人性化特點(diǎn)。木結(jié)構(gòu)在園林景觀中的應(yīng)用更有利于結(jié)合中國文化特點(diǎn),煥發(fā)歷史神韻。木結(jié)構(gòu)建筑為中國建造的不僅是可供使用的建筑實(shí)體,更成為一座座人文景觀。
木結(jié)構(gòu)古建筑從整體上來看,比較平整、有規(guī)則性,一般為有比例的矩形形體或者是多邊形,墻體也通常是對稱的。支撐結(jié)構(gòu)與維護(hù)結(jié)構(gòu)是分離的。通過木結(jié)構(gòu)榫卯連接固定,木結(jié)構(gòu)建筑形式多樣,造型優(yōu)美。對于每種獨(dú)特的外形來講,它主要是取決于建筑物的結(jié)構(gòu)、功能,以及設(shè)計(jì)過程中對藝術(shù)的一種追求[1]。中國傳統(tǒng)木結(jié)構(gòu)建筑是中華民族的一筆寶貴財(cái)富。但同時(shí)木結(jié)構(gòu)建筑易遭受火災(zāi),白蟻侵蝕,雨水腐蝕,相比磚石建筑維持時(shí)間不長。
在我國傳統(tǒng)木結(jié)構(gòu)建筑中,抗震建造的技術(shù)應(yīng)用非常廣泛,例如:梁端的雀替,柱礎(chǔ)的平擺浮擱,榫卯連接的適當(dāng)耗能轉(zhuǎn)動(dòng)等,這些技術(shù)的應(yīng)用使木結(jié)構(gòu)建筑的抗震特性逐漸加強(qiáng),有的甚至比現(xiàn)代建筑物的抗震性能還要好。正是因?yàn)樗哂辛己玫目拐鹦阅?,所以不少木結(jié)構(gòu)建筑在經(jīng)歷多次地震之后依然佇立并保存至今。
傳統(tǒng)木結(jié)構(gòu)建筑具有重要的歷史價(jià)值、藝術(shù)價(jià)值和科學(xué)價(jià)值,是中國歷史文化的瑰寶。承載著人類社會(huì)的物質(zhì)文明和精神問題。但這些傳統(tǒng)木結(jié)構(gòu)建筑經(jīng)歷長期的風(fēng)雨侵蝕、人為改造或自然災(zāi)害等,存在不同程度的損傷和安全隱患,材料和結(jié)構(gòu)性能也隨著歲月的增加而降低退化。同時(shí)大多數(shù)傳統(tǒng)木結(jié)構(gòu)建筑仍在使用,一旦出現(xiàn)損傷或其他事故,極易造成使用人員傷亡。鑒于以上原因,應(yīng)及時(shí)對傳統(tǒng)木結(jié)構(gòu)建筑進(jìn)行結(jié)構(gòu)安全鑒定,在此基礎(chǔ)上根據(jù)傳統(tǒng)木結(jié)構(gòu)建筑的建筑特點(diǎn)、損傷程度、損傷部位等,選擇合理的建筑結(jié)構(gòu)加固技術(shù)進(jìn)行修繕。
根據(jù)傳統(tǒng)木結(jié)構(gòu)建筑的損傷情況,可采用落架大修、打牮撥正或修正加固。落架大修即全部或局部拆落木構(gòu)架,對殘損構(gòu)件逐個(gè)進(jìn)行修整,更換殘損嚴(yán)重的構(gòu)件,再重新安全。打牮撥正即在不拆落木構(gòu)架的情況下,使傾斜、扭轉(zhuǎn)、拔榫的構(gòu)件復(fù)位,在進(jìn)行整體加固,對個(gè)別殘損嚴(yán)重的梁枋、斗拱、柱等進(jìn)行更換或采取修補(bǔ)加固措施。修整加固即在不揭瓦和不拆構(gòu)架的情況下,直接對木構(gòu)架進(jìn)行整體加固,常采用以下建筑結(jié)構(gòu)加固措施。
對于梁、柱等構(gòu)件來講,長期承受荷載并同時(shí)遭受風(fēng)雨的侵蝕,常出現(xiàn)開裂或者變形的現(xiàn)象,可以采用鋼板和鋼箍將其進(jìn)行包裹,包裹之后在采用鉚釘進(jìn)行固定,這種方法主要通過鋼板的強(qiáng)度和鋼箍的核心約束作用來提高構(gòu)件的強(qiáng)度和剛度。在18世紀(jì)到19世紀(jì)時(shí),在國外一些木結(jié)構(gòu)的古建筑中,已經(jīng)使用了鍛鐵對木梁的開裂部位進(jìn)行固定。該方法常用于傳統(tǒng)木結(jié)構(gòu)建筑中的梁枋、柱、屋架、木檁條等的加固。
在傳統(tǒng)木結(jié)構(gòu)建筑修繕的過程中使用碳纖維復(fù)合材料可以起到一定的積極作用,不僅可以使舊構(gòu)件的強(qiáng)度得以加強(qiáng),同時(shí)在加固之后,結(jié)構(gòu)構(gòu)件的耐腐蝕性和耐久性也會(huì)得到加強(qiáng)。該方法對建筑結(jié)構(gòu)造成的影響較小,在不會(huì)增加構(gòu)件截面面積的情況下,使結(jié)構(gòu)構(gòu)件的受力性能得到提高。近些年,碳纖維加固技術(shù)由于自身獨(dú)特的優(yōu)勢在施工過程中得以廣泛的應(yīng)用并逐漸代替了傳統(tǒng)的粘鋼加固技術(shù),將碳纖維復(fù)合材料進(jìn)行外貼,會(huì)在很大程度上提升構(gòu)件的加固度。該方法同樣可用于梁枋、柱、屋架、木檁條等的加固。
通過對傳統(tǒng)木結(jié)構(gòu)建筑的梁架進(jìn)行支頂,可以在很大程度上降低撓度,這種加固方式是通過使用小木柱或者是鐵鉤為梁架增加附加支座,減小結(jié)構(gòu)的計(jì)算跨度,可以對木梁的內(nèi)力分布情況進(jìn)行有效的改善,以此來提高木梁的承載力。支頂加固法簡便可靠、受力明確,易于拆卸還原,不僅能提高加固效果,還可以在很大程度上改變整體結(jié)構(gòu)的傳力體系,增加結(jié)構(gòu)安全富余度。該方法適用于對加固技術(shù)有可逆性要求的特殊建筑(如文物、歷史建筑等)的加固。
綜上所述,在建筑木結(jié)構(gòu)建筑修繕的過程中,建筑結(jié)構(gòu)加固技術(shù)是起到關(guān)鍵的作用。在開展木結(jié)構(gòu)修繕時(shí),要因地制宜,根據(jù)實(shí)際情況選擇適當(dāng)?shù)氖┕ぜ夹g(shù)和合適的施工材料。在目前形勢下,要想讓傳統(tǒng)木結(jié)構(gòu)建筑更加穩(wěn)固、長期的使用,就要通過建筑結(jié)構(gòu)加固技術(shù)對其進(jìn)行有效的加固修繕,保障傳統(tǒng)木結(jié)構(gòu)建筑的整體質(zhì)量和安全。