秦術(shù)杰，楊娜，曹寶珠，董金爽

(1. 海南大學(xué) 土木建筑工程學(xué)院，?？?570228；2. 北京交通大學(xué) 土木建筑工程學(xué)院，北京 100044)

明清官式木構(gòu)是中國古建筑發(fā)展和演變的集大成者和典型代表[1]，具有極高的文化、歷史和科學(xué)價值。然而，在各種自然和人為因素的長期作用下，歷經(jīng)數(shù)百年的古建筑存在不同類型和程度的殘損現(xiàn)象，降低了結(jié)構(gòu)的受力性能，進(jìn)而威脅結(jié)構(gòu)的安全性。因此，明確古建木構(gòu)的殘損和分布特征，是準(zhǔn)確進(jìn)行結(jié)構(gòu)狀態(tài)評估并采取合理修繕措施的重要前提和基礎(chǔ)。

筆者以北京故宮博物院內(nèi)具有典型明清官式古建木結(jié)構(gòu)特征的同道堂為研究對象，對不同高度的結(jié)構(gòu)層進(jìn)行現(xiàn)場殘損勘查，分析各種殘損類型的特征、影響、數(shù)量和分布規(guī)律，并歸納結(jié)構(gòu)殘損成因，以期為明清官式古建筑在殘損現(xiàn)狀下的受力性能、安全評估和修繕加固工作提供參考和依據(jù)。

1 勘查概況

1.1 勘查對象

同道堂始建于明永樂十八年(1420年)，位于北京故宮博物院西北角的咸福宮內(nèi)，如圖1所示。同道堂面闊5間，東西向縱長21.16 m，南北向橫寬7.82 m，柱高3.64 m，屋脊高度8.18 m。屋頂為歇山頂形式，頂覆黃琉璃瓦，立柱浮擱于礎(chǔ)石之上，梁柱節(jié)點采用榫卯連接。檐下為單昂三踩斗栱，梁枋飾以龍鳳和璽彩畫，前檐明間安槅扇門、簾架，左右兩次間為檻墻、支摘窗，后檐墻不開窗。整個結(jié)構(gòu)為典型明清官式建筑做法結(jié)構(gòu)。

圖1 同道堂

對同道堂進(jìn)行大修的最新記錄時間為1929年，距今已近百年。在各種環(huán)境和荷載等因素的長期作用下，結(jié)構(gòu)出現(xiàn)了不同類型和程度的殘損，降低了結(jié)構(gòu)的安全性能，目前該結(jié)構(gòu)已暫停對游客開放。

勘查主要針對同道堂的木構(gòu)架，從下往上對各部位的殘損進(jìn)行排查和記錄，分析和歸納其殘損特征、影響和成因，并統(tǒng)計各種殘損類型的數(shù)量、比例和分布情況。

1.2 結(jié)構(gòu)分層與編號

同道堂為抬梁式結(jié)構(gòu)，各構(gòu)件通過榫卯、斗栱和柱腳等節(jié)點相互連接，結(jié)構(gòu)平面呈對稱布置，其木結(jié)構(gòu)體系按空間高度和傳力路徑可分為3個結(jié)構(gòu)層：柱框?qū)?、斗栱層和梁架層，各結(jié)構(gòu)層自下而上逐層搭建，落架成屋，如圖2(a)所示。

為便于各部件殘損的指定說明，對各結(jié)構(gòu)層的構(gòu)件采用如下的編號命名規(guī)律。

1)柱框?qū)樱焊髁⒅鶑奈魍鶘|依次記為1，2，…，南、北排柱分別記為A和B，如圖2(b)所示。

圖2 同道堂結(jié)構(gòu)分層和立柱編號Fig.2 Structural layers and column numbers of Tongdao

2)斗栱層：位于立柱正上方的斗栱按立柱編號，如A1柱正上方的斗栱命名為“斗栱A1”；與其臨近的下一個斗栱命名為“斗栱A1-A2(2)”，表示從A1到A2數(shù)的第2個斗栱，依次類推，直到“斗栱A2”。

3)梁架層：東西縱向的檁三件命名由3部分組成，如“A1-2上”，“上”指構(gòu)件名稱“上金檁”，“1-2”指構(gòu)件處在1-2開間，“A”指構(gòu)件在該開間的位置靠近A排柱；南北橫向的梁命名由構(gòu)件名稱和兩端立柱編號組成，如“A1-B1五”指位于A1柱和B1柱之間的五架梁。

2 典型殘損類型的特征及分布

2.1 柱框?qū)託垞p

在結(jié)構(gòu)的傳力體系中，柱框?qū)悠鸬綄⒘杭軐雍投窎韺拥暮奢d傳遞給臺基的作用。立柱為整體結(jié)構(gòu)受力的最關(guān)鍵構(gòu)件，尺寸通常較大，其截面應(yīng)力遠(yuǎn)低于木材的順紋抗壓強度，但在長期復(fù)雜的服役歷史中，柱框?qū)訒霈F(xiàn)一定的殘損。經(jīng)檢測，同道堂立柱所用樹種為潤楠(Machilussp.)。

2.1.1 殘損類型及特征 1)柱腳糟朽 特征和成因：柱腳木質(zhì)粉化嚴(yán)重，有效承載面積被削弱，最嚴(yán)重的情況為剩余承載面積不足50%，如圖3(a)所示。柱腳浮擱于礎(chǔ)石上，易受雨水浸泡而糟爛，或在蟲蛀侵蝕下致使木質(zhì)分解粉化。影響：柱腳糟朽使最外層木材喪失強度，進(jìn)而使有效承載面積減小，不僅降低立柱的豎向承壓能力，還降低了柱腳節(jié)點的轉(zhuǎn)動剛度和抗傾覆彎矩[11]。

2)柱身糟朽和開裂 特征和成因：柱身糟朽常見于夾在墻內(nèi)的立柱，如圖3(b)所示；柱身開裂多沿順紋方向，嚴(yán)重時甚至貫通立柱，如圖3(c)所示。對于墻內(nèi)的立柱，其通風(fēng)性差，在潮濕環(huán)境下易遭受木腐菌或蟲蟻的侵蝕而致柱身糟朽；木材弦向和徑向干縮系數(shù)差異較大[12]，在溫濕度的長期交替變化下，柱身開裂。影響：柱身糟朽會削弱木柱的有效承載面積，而順紋裂縫一般不會顯著降低其承壓能力[13]。然而，裂縫的形成和擴(kuò)展會使立柱內(nèi)部的木纖維暴露于空氣中而加速其老化，甚至引起或加劇墻內(nèi)木柱的糟朽，致使木柱的材料強度和承壓能力降低[14]。

3)柱頭破損 特征和成因：柱頭有直徑為3～5 mm的孔洞，主要分布在南側(cè)立柱上，如圖3(d)所示。經(jīng)考證，孔洞為采用微損傷檢測手段或鉆釘施工中留下的。影響：該孔洞使構(gòu)件內(nèi)部的木材暴露在空氣中，會加速木質(zhì)的老化，應(yīng)盡量避免采用阻力儀和鉆釘?shù)葞p傷的檢測手段，而改用三維應(yīng)力波掃描儀等無損檢測方法。

圖3 柱框?qū)託垞pFig.3 Damage of column frame

2.1.2 殘損數(shù)量及分布 表1為柱框?qū)拥臍垞p類型、編號和數(shù)量，其中柱腳糟朽3處，柱身開裂1處，而柱頭破損5處。圖4為各種殘損類型的分布情況，柱腳糟朽均發(fā)生在夾在墻內(nèi)的立柱中。需要注意的是，由于北側(cè)、東側(cè)和西側(cè)的墻體遮擋，部分構(gòu)件無法觀測。

表1 柱框?qū)拥臍垞p統(tǒng)計Table 1 Statistics of damage of column frame layer

圖4 柱框?qū)拥臍垞p分布Fig.4 Distribution of damage of column frame

2.2 斗栱層殘損

斗栱層是由方形的斗和弓形的栱或翹通過疊壓咬合的方式形成的復(fù)雜節(jié)點群，起到將屋架荷載均勻地傳遞給柱框?qū)拥淖饔茫墙Y(jié)構(gòu)抗震耗能的關(guān)鍵部位[7-9]?，F(xiàn)場勘查發(fā)現(xiàn)，斗栱層殘損狀況最為嚴(yán)重，且殘損類型最為繁雜。

2.2.1 殘損類型及特征 1)構(gòu)件分離和松動 特征和成因：多為三才升(小斗)和里拽瓜栱或里拽枋之間的分離和松動，如圖5(a)所示。由于豎向荷載主要集中在大斗正上方，在荷載的長期作用下，栱將發(fā)生翹起變形，使小斗與栱發(fā)生分離。影響：分離和松動導(dǎo)致構(gòu)件之間無壓力作用，這意味著小斗已失去其承壓和傳力功能，進(jìn)而降低了斗栱在豎向的承壓剛度和承載力。對其他宮殿進(jìn)行勘查發(fā)現(xiàn)，此類殘損較為普遍。

2)構(gòu)件裂紋和劈裂 特征和成因：構(gòu)件表面常見龜裂狀的細(xì)短裂紋，如圖5(b)所示；部分構(gòu)件出現(xiàn)嚴(yán)重的劈裂現(xiàn)象，如圖5(c)所示。龜裂狀裂紋主要由環(huán)境的溫濕度交替變化引起，構(gòu)件劈裂則是因局部修繕時打入鐵釘造成的。影響：龜裂狀裂紋對木材橫紋抗壓強度影響不大，構(gòu)件劈裂是因處理方式粗糙造成的，打入鐵釘是為將大斗和梁枋等龍骨構(gòu)件連接起來，以實現(xiàn)斗栱層受力時拉拽龍骨，但這樣會破壞原有構(gòu)件的完整性，并非符合規(guī)范[15]的做法。

3)翹缺失 特征和成因：翹缺失如圖5(d)如所示。在重屋蓋的長期作用下，翹會發(fā)生順紋方向的劈裂，劈裂部位易掉落而致翹缺失；現(xiàn)場發(fā)現(xiàn)部分翹缺失的斷面較整齊，也可能是局部維修中為替換大斗而將翹劈砍掉的結(jié)果，這是一種粗暴的處理方式。影響：翹缺失導(dǎo)致其失去原來位置的承壓功能，降低斗栱在豎向荷載下的剛度和承載力。

4)不協(xié)調(diào)的新材替換舊材 特征和成因：由于部分構(gòu)件缺失或殘損嚴(yán)重，采用新木材替換舊木材進(jìn)行維修，但現(xiàn)場勘查發(fā)現(xiàn)，新材和舊材并非同一樹種，而且新材構(gòu)件只保持了原有形狀，但修復(fù)后的小斗和栱間沒有暗銷，部件之間沒有緊密疊壓而是存在分離，這種不協(xié)調(diào)的現(xiàn)象如圖5(e)所示。根據(jù)《古建筑木結(jié)構(gòu)維護(hù)與加固技術(shù)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)》(GB/T 50165—2020)[15]的規(guī)定：更換構(gòu)件應(yīng)與原有構(gòu)件屬同一樹種，可見部分的紋理、色澤應(yīng)與原有構(gòu)件相似；不得因維修而損害原有構(gòu)件；修繕斗栱時，應(yīng)將小斗與栱間的暗銷補齊。出現(xiàn)此類殘損的主要原因是沒有遵照相關(guān)規(guī)范開展維修工作，或缺乏對斗栱受力特征的充分認(rèn)知。影響：這種不協(xié)調(diào)的新材替換舊材，只是外觀形狀得到了恢復(fù)，但新材和舊材的部件沒有疊壓在一起，且部件間沒有暗銷，斗栱的受力功能并沒有得到修復(fù)。

5)斗栱整體傾斜 特征和成因：東側(cè)的一整排斗栱發(fā)生整體歪斜，如圖5(f)所示?？赡苁且驗樵谂既惠^大的水平地震作用下，上部木枋發(fā)生較大位移，進(jìn)而帶動整排斗栱發(fā)生傾斜。影響：在重屋蓋的作用下，斗栱整體傾斜使結(jié)構(gòu)承受較大的附加彎矩，而在長期的豎向荷載作用下，其傾斜程度隨時間增大，進(jìn)而降低結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性能，增加結(jié)構(gòu)發(fā)生失穩(wěn)破壞的風(fēng)險。

6)小斗殘損 特征和成因：小斗殘損形式較多，包括小斗缺失，見圖5(g)；小斗斗耳處在順紋方向上的通長裂縫，見圖5(h)；小斗歪閃，見圖5(i)；小斗暗銷缺失，見圖5(j)。斗耳順紋裂縫應(yīng)該是由豎向荷載作用下因泊松效應(yīng)引起的拉裂，或因木材橫紋抗剪強度較低，斗耳在偶然水平推力下發(fā)生劈裂；小斗歪閃可能是由于里拽枋傾斜帶動的結(jié)果；暗銷缺失則可能因為其尺寸較小，發(fā)生剪切破壞或木材干縮及材性退化所致。影響：小斗缺失或歪閃會降低斗栱的承壓剛度和極限承載力，而斗耳的順紋貫通裂縫和暗銷缺失對小斗承壓無影響，但會降低其水平抗剪能力。

7)大斗殘損 特征和成因：大斗殘損形式主要包括斗耳劈裂和底座被鑿削兩種，如圖5(k)～圖5(m)所示。經(jīng)現(xiàn)場勘查判定，此兩種殘損均為不當(dāng)?shù)木植啃蘅標(biāo)隆Ｓ绊懀捍蠖肥嵌窎沓袎旱淖铌P(guān)鍵部位[16]，斗耳劈裂和底座被鑿削會降低斗栱的抗側(cè)和抗壓能力。

2.2.2 殘損數(shù)量及分布 表2為斗栱層的殘損類型及對應(yīng)的數(shù)量和比例，圖6為各類殘損數(shù)量的排序直方圖，其中，不協(xié)調(diào)的新材替換舊材(60處)、構(gòu)件分離和松動(53處)、構(gòu)件裂紋和劈裂(50處)的數(shù)量最多，分別占斗栱總數(shù)的73%、65%和61%。圖7為各種殘損類型的分布和位置情況，可以看出斗栱層殘損主要出現(xiàn)在結(jié)構(gòu)屋架的內(nèi)部，而南側(cè)外部斗栱基本完好。

圖6 斗栱層殘損數(shù)量排序Fig.6 Ranking of damage number of Dougong

表2 斗栱層的殘損統(tǒng)計Table 2 Statistics of damage of Dougong layer

圖7 斗栱層殘損分布Fig.7 Distribution of damage of Dougong

2.3 梁架層殘損

在明清官式古建木結(jié)構(gòu)中，梁架層面闊方向的檁、墊板和枋合稱為“檁三件”[1]，作為一個整體協(xié)同受力，而進(jìn)深方向根據(jù)高度不同分有天花梁、七架梁、五架梁和三架梁等。經(jīng)檢測，同道堂梁架所用樹種為潤楠(Machilussp.)和楨楠(Phoebesp.)。

2.3.1 殘損類型及特征 1)枋和檁的開裂 特征和成因：枋和檁的裂紋大多沿順紋方向擴(kuò)展，并主要出現(xiàn)在構(gòu)件中性軸的附近，如圖8(a)、(b)所示。由于木材的順紋抗剪強度較低，通過半剛性連接木梁的解析模型[17]可知，中性軸附近為剪應(yīng)力最大的區(qū)域，側(cè)面裂紋易發(fā)生于此。在溫濕度交替變化較大的環(huán)境中，木材的干縮開裂特性也會造成此類殘損。影響：枋和檁的順紋開裂會降低其抗彎承載力[13]，同時，也會引起或加劇內(nèi)部木質(zhì)的老化。

2)墊板和枋或檁相分離 特征和成因：墊板和枋或檁相分離，如圖8(c)所示。主要是因為檁、墊板和枋之間缺乏有效的粘結(jié)，三者的下?lián)献冃尾粎f(xié)調(diào)引起的。影響：現(xiàn)場勘查發(fā)現(xiàn)，墊板和檁的分離程度通常比墊板和枋的分離程度要大，檁三件分離后將無法作為一個整體協(xié)同受力，其變形和承載力降低。

3)墊板局部破損 墊板角部容易出現(xiàn)木材破損現(xiàn)象，如圖8(d)所示。墊板尺寸相對較小，其角部木材受到檁或屋架的擠壓，容易發(fā)生因泊松效應(yīng)引起的橫紋拉裂。

4)蟲蛀、糟朽 由于官式建筑保存條件較好，蟲蛀和糟朽的程度和面積較小，多限于表層，如圖8(e)所示。此類殘損現(xiàn)象一經(jīng)發(fā)現(xiàn)應(yīng)立即進(jìn)行清除。

5)榫卯節(jié)點拔榫 特征和成因：榫卯節(jié)點拔榫現(xiàn)象如圖8(f)所示。榫卯節(jié)點處的構(gòu)件端部截面被削弱。當(dāng)受到水平荷載或木材發(fā)生干縮時，連接構(gòu)件的接觸面發(fā)生分離而造成拔榫現(xiàn)象。影響：拔榫會使榫頭與卯口接觸面積減小，進(jìn)而降低榫卯節(jié)點的承載力。當(dāng)拔榫量過大時，節(jié)點在外荷載作用下容易脫榫，導(dǎo)致梁柱構(gòu)件連接失效。

6)梁開裂 七架梁、五架梁和三架梁的開裂主要為側(cè)面的順紋裂縫，而天花梁的裂縫則集中在頂面，分別如圖8(g)～(j)所示。梁的開裂成因和影響與枋檁相同，不再贅述。

圖8 梁架層的殘損

2.3.2 殘損數(shù)量及分布 表3為梁架層的殘損類型、編號和數(shù)量，圖9為各類殘損數(shù)量的排序直方圖，可以看出，構(gòu)件開裂的殘損數(shù)量最多。圖10為檁三件中各種殘損類型的分布情況，可以看出蟲蛀和糟朽主要分布在梁架層的東北側(cè)，說明此處的環(huán)境可能比較潮濕；墊板與檁分離現(xiàn)象集中在南側(cè)和北側(cè)的下金檁三件，也應(yīng)與結(jié)構(gòu)受力特征相關(guān)。

表3 梁架層的殘損統(tǒng)計Table 3 Statistics of damage of beam frame layer

續(xù)表3

圖9 梁架層殘損數(shù)量排序Fig.9 Ranking of damage number of beam frame

圖10 梁架層殘損分布Fig.10 Distribution of damage of beam frame

3 結(jié)構(gòu)殘損的成因歸納

3.1 木材缺陷和材性退化

作為一種天然的生物材料，木材常伴有髓心、木節(jié)和裂紋等初始缺陷。髓心木的力學(xué)性能指標(biāo)極低，木節(jié)會造成應(yīng)力集中和裂紋擴(kuò)展，而裂縫會降低木梁的抗彎性能[13]。

隨著時間的推移，木材中纖維素降解，水分減少而抽提物增多，木纖維間組織構(gòu)造日趨稀松，宏觀上表現(xiàn)為材料脆性和硬度增大，彈性模量和強度降低[18]，進(jìn)而導(dǎo)致結(jié)構(gòu)的剛度和承載力下降，構(gòu)件撓曲和承壓變形增大。表4為應(yīng)縣木塔、北岳廟、揚州古屋和景清門的古舊木材力學(xué)性能退化情況[19-21]。不同樹種的木材性能退化程度不同，如景清門的楊木順紋抗拉強度、抗彎強度和彈性模量的退化率較其他樹種大；而相同樹種的木材，由于服役年限和環(huán)境的差異，其力學(xué)性能也存在差異，如北岳廟和揚州古屋的云杉材性退化程度不同。

表4 古木材力學(xué)性能退化Table 4 Degradation in mechanical properties of old timber

3.2 生物侵蝕和自然環(huán)境變化

生物侵蝕主要包括木腐菌和蟲蟻的入侵，這是威脅木結(jié)構(gòu)耐久性的重要因素。木腐菌會由外而內(nèi)逐步侵蝕木材，分解其纖維素和木質(zhì)素等有機(jī)物組分，使其失去原木特征。古木構(gòu)件腐朽層厚度隨時間變化的發(fā)展規(guī)律為[14]

δ=0.5δ0(1+t/T0)a

(1)

式中：δ0為當(dāng)前的腐朽層厚度；T0為已服役的時間；t為木構(gòu)件預(yù)期的服役壽命；δ為第t年時的腐朽層厚度；a為腐朽層厚度發(fā)展速度的指數(shù)參數(shù)。

蟲蟻攻擊可分為兩個階段：1)初始期，即木結(jié)構(gòu)搭建完成至蟲蟻突破構(gòu)件保護(hù)層所需要的時間；2)發(fā)展期，即蟲蟻開始攻擊木構(gòu)件至其完全失效所需時間。蟲蛀殘損通常采用面積率進(jìn)行表征[22]。

D(t)=A(t)ter/A0

(2)

式中：A(t)ter和A0分別為蟲蛀面積和構(gòu)件的初始面積。

自然環(huán)境的變化包括溫度、濕度、雨水和陽光等變化。溫濕度的周期性變化會引發(fā)木材的脹縮，而木材在弦向和徑向膨脹率的較大差異會導(dǎo)致其產(chǎn)生干縮開裂，開裂后的木材暴露在空氣中會進(jìn)一步發(fā)生碳化和氧化現(xiàn)象。木材在溫濕度交替變化下的相對開裂深度隨時間的變化關(guān)系為[23]

ξh=exp(E+Fekt)

(3)

式中：ξh為相對開裂深度；t為時間；E和F為與含水率相關(guān)的常數(shù)；k為與溫濕度相關(guān)的常數(shù)。

3.3 長期復(fù)雜的荷載效應(yīng)

結(jié)構(gòu)所受荷載包括兩部分：結(jié)構(gòu)自重和外荷載。

明清官式古建木結(jié)構(gòu)均具有厚重屋蓋，在屋蓋自重的長期作用下，木材發(fā)生蠕變，材料損傷累積，進(jìn)而造成強度降低和變形增大?？紤]木材長期荷載作用下的材料強度退化時變模型為[14]

(4)

式中：B為常數(shù)；C0為基準(zhǔn)年t0時的強度修正因子；α(t)為第t年的損傷變量。

外荷載來源很多，包括地震、交通荷載、風(fēng)荷載、雪荷載和人群荷載等。中國是一個地震多發(fā)的國家，地震作用會對古建木結(jié)構(gòu)造成不同程度的損傷[7-9]，如立柱傾斜、榫卯拔榫、構(gòu)架錯位和歪閃等，甚至導(dǎo)致結(jié)構(gòu)坍塌。古建筑周邊日益增加的交通振動荷載也會對結(jié)構(gòu)產(chǎn)生不利的累積疲勞損傷[24]。近年來，隨著旅游業(yè)的高速發(fā)展，人群荷載也成為古建筑殘損的重要影響因素。

3.4 不合理的修繕措施

由于缺乏對古建木結(jié)構(gòu)的傳力機(jī)理和承載能力等受力特征和木材性能退化規(guī)律的充分認(rèn)識，很多修繕和加固工作的開展主要依賴經(jīng)驗。在修復(fù)過程中可能存在一些不當(dāng)或錯誤措施，如鉆孔檢測、多處打釘、鑿削木構(gòu)件、隨意改變結(jié)構(gòu)構(gòu)件間原有的連接關(guān)系等，而這些措施會導(dǎo)致或加劇木結(jié)構(gòu)在受力狀態(tài)下的損傷。

4 古建筑的保護(hù)建議

4.1 建立結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測系統(tǒng)

利用SSA對長期監(jiān)測數(shù)據(jù)進(jìn)行分解和重構(gòu)，可對結(jié)構(gòu)未來的響應(yīng)及趨勢進(jìn)行預(yù)測[26]。一方面，對比預(yù)測值和實測值的差異，可實時掌握結(jié)構(gòu)的殘損變化；另一方面，預(yù)測模型還能給出結(jié)構(gòu)在未來服役中的安全概率，為管理者采取干預(yù)措施提供判斷依據(jù)，實現(xiàn)由“搶救性和被動性保護(hù)”向“預(yù)防性和主動性保護(hù)”轉(zhuǎn)變的科學(xué)理念。

4.2 加強木材防腐防蟲的生物病害防治

木腐菌和蟲蟻的侵蝕是影響古建木結(jié)構(gòu)耐久性的重要因素，生物病害問題在潮濕環(huán)境中更為嚴(yán)峻。防治措施包括：1)將木材含水率控制在25%以下，可有效抑制木腐菌的滋生[27]；2)在構(gòu)件表面涂刷蠟乳濁液、胡桃醌等可降低木材的吸濕性，進(jìn)而有效減緩木腐菌的侵蝕[27]；3)在立柱表面外包保護(hù)層；4)保持構(gòu)件干燥通風(fēng)，特別是控制密閉夾縫處的溫濕度，破壞木腐菌和蟲蟻的生存環(huán)境；5)定期對各構(gòu)件進(jìn)行檢查，一旦發(fā)現(xiàn)菌斑或蟲卵立即進(jìn)行清除，防患于未然。

4.3 積極開展古建木結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)研究

正確認(rèn)識古建木結(jié)構(gòu)的基本受力性能是開展修繕和加固工作的前提。應(yīng)開展更多、更全面的針對古建木結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)研究，包括節(jié)點、構(gòu)件和整體結(jié)構(gòu)的靜動力性能、木材材性增強劑和防腐防蟲涂料的研制、CFRP和記憶合金等新型材料[28-31]和無損掃描技術(shù)在木結(jié)構(gòu)加固和檢測中的應(yīng)用適應(yīng)性等，形成科學(xué)、系統(tǒng)的分析理論和計算方法，進(jìn)一步完善相關(guān)規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)[15]，并提出準(zhǔn)確、合理又行之有效的修繕和加固方法。如此，才能避免因不合理的人為修繕措施而造成的古建筑殘損加劇。

5 結(jié)論

1)同道堂的木結(jié)構(gòu)體系按空間高度和傳力路徑可分為柱框?qū)?、斗栱層和梁架層。柱框?qū)託垞p包括柱腳糟朽、柱身糟朽、開裂額柱頭破損；斗栱層殘損包括構(gòu)件松動分離、裂紋劈裂、翹缺失、不協(xié)調(diào)的新材替換舊材、斗栱整體傾斜、小斗缺失、歪閃、斗耳順紋開裂、暗銷缺失、大斗斗耳劈裂和底座被鑿削；梁架層殘損包括檁三件開裂、分離、局部破損、蟲蛀糟朽、榫卯節(jié)點拔榫和梁開裂。其中，斗栱層的殘損類型和數(shù)量最多，殘損狀況最為嚴(yán)重。

2)古建木結(jié)構(gòu)殘損成因比較復(fù)雜，但主要可歸納為：材性退化和木材缺陷、生物侵蝕和自然環(huán)境變化、長期復(fù)雜的荷載效應(yīng)以及不合理的修繕措施。

3)建立古建筑木結(jié)構(gòu)關(guān)鍵部位的溫度、濕度、應(yīng)變和位移等信息的結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測系統(tǒng)，加強木材防腐防蟲的生物病害防治，開展包括結(jié)構(gòu)靜動力性能、木材材性增強劑、防腐防蟲涂料、CFRP和記憶合金等新型材料的研制，是古建筑保護(hù)和修繕的重要基礎(chǔ)和方法。