張旭

有限元分析能夠對于傳統(tǒng)古建筑的受力情況進行計算，需要相關人員對其予以充分關注，確保結構安全，為后續(xù)古建筑修繕設計工作的順利開展提供支持。文章簡要介紹了古建筑修繕作用，分析了古建筑修繕設計過程中存在的問題，并探究了有限元分析在古建筑修繕設計中的運用，希望能夠為古建筑修繕設計工作的順利開展提供參考。

古建筑的施工效果會被匠人的水平所影響，并且所用工藝一般是手口相傳，側重實用性，并未形成完善的理論知識體系。因此，古建筑承重結構受力體系和現代結構力學體系存在一定差異，在開展?jié)撛诓『桶踩珕栴}分析以及古建筑修繕設計時，需要在前期進行現場考察，全面了解受損情況，有針對性地運用措施處理病害。需要注意的是，由于古建筑的原材料存在差異、結構復雜程度較高，需要相關人員對于工程分析予以充分關注，在有限元分析支持下明確承重能力，確保結構處在安全狀態(tài)下，為后續(xù)設計工作的開展提供支持。

古建筑修繕作用

古建筑是一種特殊的歷史載體，其中包含的意義不但可以在藝術層面得到反映，還能夠展現出民族文化和歷史精神。不論是在哪個國家，都需要對于古建筑修繕保護工作予以充分關注。如果未將古建筑保護落到實處，展現出應有價值，古建筑將會遭到不同程度損壞，即使用現代化技術開展修復，也難以展現出古建筑的優(yōu)勢。為了改善這一情況，必須要做好古建筑修繕設計工作。

古建筑修繕設計需要遵循的原則

原真性保護。在開展古建筑修繕設計工作時，必須要重視保護工作，確保古建筑的價值可以得到充分體現，并真實展現出古建筑的歷史性。要確保完整性。施工人員在開展古建筑修繕設計時，不但要確保古建筑整體是完整的，還需要對古建筑周圍的環(huán)境開展保護，做好修繕工作。避免由于周圍環(huán)境被損壞，對于古建筑造成的不利影響。需要擴大修繕范圍。這需要工作人員加大力度分析古建筑中包含的民族和文學特色，并做好保護工作。除此之外，還需要對于古建筑附近的基礎設施設備進行完善。

古建筑修繕設計存在的問題

在新時期，古建筑修繕設計已經獲得了一些成績，但是由于多種因素的影響，仍有不足，需要相關人員大力探究，明確古建筑修繕設計過程中存在的問題，并進行優(yōu)化。可以將古建筑修繕設計常見問題總結為以下幾點內容：

所用觀念存在一定滯后性。在開展古建筑修繕設計時，政府和組織機構存在一些盲目的情況，比如說，雖然對于出現問題進行了修復，但是并未對于被腐蝕材料和褪色情況開展處理、保護。部分古建筑修繕設計過程中雖然對于現代化技術進行了運用，但是未從建筑物現實情況開展修復，導致古建筑受到了一定程度損害，歷史文化價值得不到體現。大部分古建筑修復整改并不合理。進行古建筑修繕設計的工作人員對于歷史和文化的認識較為片面，再加上所開展的修繕并不恰當，導致古建筑的歷史感難以得到體現。

尚未明確修繕概念。部分古建筑修繕單位在開展修繕過程中將創(chuàng)新作為重點，希望可以在對于外觀進行調整的同時展現出文化特征。但是，在現實操作時，很可能會將翻修古建筑和修繕設計畫上等號。比如說，在對于元代建筑物開展修繕時，展現出了宋代特色，雖然可以使建筑物更加美觀、穩(wěn)定程度也得到了一定提高，但是建筑物的風格出現了顯著變化。因此，需要在確保古建筑物具有較強原始性、比較完整的前提下，做好保護工作，更新修繕方式。

修繕方法不合理。在開展古建筑修繕工作時，大部分文物保護單位會將現代技術作為修繕設計重點。雖然可以縮短修繕時間，但是在保留歷史痕跡時，遠不及原始風貌的留存。并且在開展保護、修繕工作時仍有著過于表面化而忽視實質的情況。部分建筑物產生了潮濕、蟲蛀等問題，導致建筑物出現了一些安全問題。之所以會出現這些情況，主要是因為所用修復方式并不合理。

古建筑整體受到了損害。隨著城市規(guī)模的進一步擴大，大部分地區(qū)都出現劃分老城區(qū)、新城區(qū)的情況，城市結構越發(fā)復雜，所處文化環(huán)境也越發(fā)多變。部分區(qū)域很可能會為了推動城市的進一步發(fā)展，而選擇放棄一些古建筑，導致古建筑的規(guī)模明顯減少。雖然部分古建筑已經被修繕，卻因為修繕技術較為落后，對于原本的風格造成了沖擊。

提高古建筑修繕設計水平措施

提高古建筑修繕設計水平是非常關鍵的，是時代發(fā)展的必然，能夠為古建筑保護工作的順利開展提供支持，繼承和發(fā)揚中華優(yōu)秀傳統(tǒng)文化。因此，相關人員必須要認識到古建筑修繕設計的重要性，明確古建筑修繕設計各階段出現的不足，并做出優(yōu)化。工作人員可以從以下幾點出發(fā)進行古建筑修繕設計工作，確保古建筑的價值可以得到充分體現：

明確需要保護的內容。在開展古建筑修繕設計工作時，既需要對于建筑物的本體進行保護工作，還需要確保古建筑具有較強文化內涵、能夠展現出藝術性，做好對于周圍環(huán)境、建筑材料的保護工作。古建筑中存在著較多古代政治、經濟、民俗文化資料，如果受到損害，將會使文化信息丟失。并且，古建筑中還包含著較多裝飾、陳設、雕刻技巧，現代建筑師能夠在古代建筑中發(fā)掘靈感，改進設計觀念。古建筑的存在與古建筑所處環(huán)境聯(lián)系緊密，能夠展現出風土文化。因此，在開展修繕和設計工作時不應隨意挪動古建筑，確保古建筑具有一定韻味。

增強修繕設計人員整體實力。在開展古建筑修繕時，要想提高修繕效果，人力資源有著不容忽視的作用。要構建整體實力較強的技術團隊，在確保修繕設計人員具有一定審美能力的同時，保證其能夠熟練地對于不同修繕設計技術進行運用。文物保護單位需要吸引較多現代化人才參與其中，并為修繕設計人員提供學習的機會，確保修繕工作可以高效開展，能夠展現出應有價值。

提供充足資金。在進行古建筑修繕設計時，資金包含著財政資金、經營投入、社會資金花費、個人花費等。想要使資金在古建筑修繕設計過程中得到充分應用，需要從以下方面開展工作：政府部門要提供專項資金，對于由國家管理的古建筑進行修繕保護。如果并未運用所有資金，可以將資金運用到之后的保養(yǎng)工作中。如果古建筑屬于村組織，村組織需要承擔起開展修繕設計的責任，并支付一定費用。如果修繕工作需要投入的資金較多，可以申請國家相關部門進行補貼。最后，如果古建筑需要大面積修繕，對于資金需求量較高，可面向社會籌集資金，避免由于資金不足，阻礙古建筑修繕設計工作的開展。

古建筑修繕技術要點

加強傳統(tǒng)修繕方法和現代修繕方法的互補。開展古建筑修繕需要做好測繪、調查、分析、修繕、保護等工作，因此對于人力資源、設備、資金等有著較高要求。在傳統(tǒng)模式下，開展古建筑修繕設計對于技術的應用較少，需要通過人工開展操作，必須要保證修繕人員具有較高技術水平、靈活應用各項工藝。而隨著時代的進一步發(fā)展和技術水平的提升，古建筑修繕技術獲得了更好的發(fā)展，降低了古建筑修繕的難度，為古建筑真實風貌的還原提供了一定條件。并且，更多新技術和新材料也在古建筑修繕設計中得到了運用。和傳統(tǒng)的修繕模式進行對比，可以發(fā)現新材料可以更好地開展加固操作，降低對于古建筑造成的損害，防止由于材料挑選并不合理對于古建筑產生的威脅。從新技術的角度進行分析，對地域現代化技術進行應用，可以降低修繕設計人員工作壓力。從部分修繕工作的角度來進行分析，對于現代化技術開展修繕設計工作更加恰當，可以避免修繕過程對于古建筑造成的損害，并且清晰程度較高。需要重視的是，進行古建筑修繕不能過度依賴現代技術，而是要將傳統(tǒng)修繕工藝和現代技術相銜接。在應用環(huán)節(jié)，還需要組織修繕人員開展學習，掌握最新的修繕技術，并有針對性地進行運用，確保新型修繕技術可以和傳統(tǒng)修繕方式互補，展現出最大化作用。

搜集古建筑相關資料調整修繕設計方案。借助于搜集匯總古建筑資料，可以對于古建筑的時代特征、歷史特色以及各個時期的修繕情況形成一定了解，提高工作人員對于古建筑的認識，明確古建筑的結構特征、藝術性等，并在施工各環(huán)節(jié)展現出古建筑的歷史風貌和優(yōu)秀傳統(tǒng)文化。并且，古建筑資料能夠為之后施工材料的挑選以及工藝的運用提供條件。只有合理挑選材料，有針對性地應用修繕技術，才能夠對于古建筑進行復原，留存歷史特點，使古建筑更加真實、完整。古建筑修復人員在開展工作時，要考慮到古建筑的特征和受損情況，明確對于古建筑修繕的需要，打造切實可行的修繕措施。只有如此，才能夠展現出古建筑修繕設計的意義，延長古建筑的留存時間。

有限元分析在古建筑修繕設計中的運用

將有限元分析運用到古建筑修繕設計中非常關鍵，需要相關人員做好承載力計算工作。比如，在對浙江省級文物保護單位太平橋進行修繕設計時，需要將有限元分析法應用其中。

工程簡介。太平橋處于浙江省平湖市落北港，是在清朝乾隆三十五年修建的，屬于單孔石拱橋，全長為27.22米，東西呈現喇叭狀，橋面兩側有欄板石、抱鼓石。因為修建時間距今較久，并且會受氣溫、降水、地形、地勢所影響，拱券石、拱券的受力都會出現變化，在尚未修繕前已經成為了危橋。需要相關人員予以充分重視。

有限元分析模型。借助于常規(guī)分析檢測以及計算，很難精準分析出古橋結構的安全程度。如果僅憑借經驗進行工作，將很難提高相關工作的合理性。而應用有限元分析計算橋體受力情況，可以了解到古橋結構是否會出現安全問題。

要對于有限元軟件進行應用，打造和太平橋相關三維模型，從橋身被損壞情況出發(fā)明確截面折減系數造成的影響，進而對于拱橋荷載情況形成一定了解。截面折減系數要將拱券的分化情況、松動、位移狀態(tài)作為關注的重點，運用相關公式明確各項指標權重，進而對于橋受損情況形成一定了解。

因為修建時間較為久遠，也沒有定期養(yǎng)護工作的開展，太平橋受到了不同程度的損害，特別是拱券出現移動、松動等問題，拱券的承載性能明顯下滑。因此，想要提高橋身承載量計算精準程度，就需要將檢測結果作為前提提高折減科學性。一般情況下，截面折減系數為0.98。

結構承載能力計算。在構建有限元模型時，需要對石料和砂漿進行分析，并進行假設，根據相關規(guī)定明確各項數值。對于太平橋現場測繪數據開展分析，需要在分析軟件支持下對于太平橋有限元模型形成認識，打造實體單元拱橋，明確各項節(jié)點，并在軟件中輸入數據。

分析判斷正應力結算結果，需要根據正常應用極限狀態(tài)開展設計，對于恒載和活載情況形成一定了解。通常情況下，橋體的正常應力結構在0.803兆帕。

分析后取得的結論。對有限元模型進行探究，并開展折減，可以認識到古橋能夠在恒載、活載組合作用下符合應用需要，避免病害對于結構造成的威脅，盡可能降低安全問題的產生。因此，在開展修繕時，要將確保主體結構安全作為基礎，并進行最小化干預，僅對于拱券石、護券石進行處理，保證位移構件是安全的。不需要對于橋身開展整體加固以及大規(guī)模維修養(yǎng)護，可以更好地展現出古建筑的歷史性。

綜上所述，將有限元分析運用到結構相對復雜、和常規(guī)結構體系并不相同的傳統(tǒng)古建筑中優(yōu)勢較為突出，可以為古建筑修繕設計的開展提供支持。需要相關人員對其予以充分關注，明確結構應力點位，提高建筑結構安全程度，為后續(xù)修繕設計的開展提供條件。

（作者單位：山西藍勝古建筑設計有限公司）