木结构古建筑加固与保护论文
木结构古建筑加固与保护论文

木结构古建筑的加固与保护摘要:中国古建筑一般以砖、木或夯土为主要的建筑材料,以木结构为主,具有重要的历史和文化价值。
建筑一旦遭到破坏,不可再生,造成历史文化遗产不可弥补的损失。
根据木结构的建筑结构特点和不同的破坏类型,讨论不同的破坏症状,例如开裂、腐朽、拔榫等,并以此为基础,介绍相应的加固和保护的方法。
为木结构古建筑的加固和保护提供参考依据。
1 引言中国古建筑是我们祖先留下的文化遗产的一部分,是重要的地面文物,它既是名胜古迹的重要组成部分,又是学习和继承遗产的主要对象,是城市历史文明的见证,是人类物质文明和精神文明的结晶,具有重要的历史价值和科学价值。
中国古建筑最具有代表性的是大木作结构,这种结构在世界建筑史上独树一帜,其影响远及东亚各国,成为东方建筑的代表。
但是古建筑修建年代长久,加上风雨侵蚀、、微生物破坏、温湿度的交替变化及维修不善,结构的本身已有不同程度的损伤,如梁柱变形、节点拔榫等。
因此有必要对古建筑木结构进行加固和保护。
2.破坏类型古建筑木结构长期受到外力(风和地震)和自然作用(雨雪侵蚀或微生物破坏),导致其结构材料性能下降,由此产生不同类型的破坏,主要有以下几个方面[1]:2.1 开裂一些木材由于在制作当时没有干,其表面部分比内部容易干燥,而木纤维的内外收缩不一致,年久后由于木料本身的收缩而产生裂缝;或由于梁、柱受荷时间过长,木材本身材质下降导致抗拉、压、弯、剪性能降低,使得在外力作用下木材产生开裂现象。
2.2 腐朽木结构长期处于潮湿环境中,很容易发生腐朽,腐朽使得梁、柱构件抗拉、压、弯、剪截面面积减小,承载力降低,对整个木结构非常不利。
2.3 挠度木梁在在长期荷载作用下,由于材料性能老化造成木材弹性模量降低以及抗弯能力下降,导致跨中挠度大大超过规范允许值。
挠度不仅仅影响古建筑的外观,而且长期发展下去容易使木梁产生受弯破坏。
2.4 拔榫在长时间外力作用或木材本身收缩等因素影响下,梁、柱节点位置很容易发生拔榫现象。
古建筑木构结构的保护与修复技术研究

古建筑木构结构的保护与修复技术研究古建筑作为人类文明的瑰宝,承载着历史的记忆和文化的沉淀。
而在众多的古建筑中,木构结构占据着重要的地位,其精巧的工艺和独特的形式使得古建筑更显魅力。
然而,由于时间的侵蚀和环境的影响,古建筑木构结构正面临着严峻的保护与修复问题。
本文将探讨古建筑木构结构的保护与修复技术研究。
首先,保护古建筑木构结构的关键在于防止其腐朽和老化。
腐朽是木构结构最常见的问题之一,其引发的结果包括木材的变形、断裂甚至倒塌。
为了防止腐朽,科研人员发展了一系列的方法和技术。
其中,最常用的是防腐剂的使用。
防腐剂可以渗透到木材内部,阻止真菌和昆虫的侵入,并提供防潮功能,从而延长木材的使用寿命。
此外,古建筑木构结构的修复也是至关重要的。
修复工作应该根据古建筑的材料、工艺和历史风貌进行。
一种常见的修复方法是木构结构的填补和加固。
在填补方面,传统方法是使用木材或石膏进行补缺。
然而,这种方法会导致结构重量不均衡,进而影响整体稳定性。
现代技术则采用轻质材料如酒精异丙醇聚酯(Polyester Alcoxo Polyol,简称PAP)进行填补,不仅可以保持木构结构的轻巧和美观,还可以提升修复效果和耐久性。
加固是古建筑木构结构修复中的关键一步。
传统的加固方法包括使用钢筋和钢板进行增强。
然而,这些方法常常与古建筑原有的材料和形态相冲突,破坏了其历史性和美学价值。
因此,现代技术着重研究了木构结构的内部加固方法,如使用碳纤维布或玻璃纤维布进行加固。
这些材料具有高强度和轻质的特点,不仅可以提升木构结构的稳定性,还可以保持其原有的形象和特征。
古建筑木构结构的保护与修复也需要注意环境保护和可持续发展的原则。
一方面,古建筑木构结构的保护应遵循环境友好的原则,选择对环境无害的防腐剂和修复材料。
另一方面,修复工作应尽量使用低能耗和低污染的方法。
例如,在修复过程中使用传统的手工工艺和工具,减少机械化的程度,从而保护环境和减少能源消耗。
中国古建筑木结构加固及其性能研究

中国古建筑木结构加固及其性能研究中国古建筑木结构加固及其性能研究中国古建筑作为中华文明的瑰宝,代表着悠久的历史和文化传承。
然而,古建筑木结构的老化和损坏是不可避免的问题,对于其加固和保护研究具有重要意义。
本文旨在探讨中国古建筑木结构加固的方法与技术,并深入分析其在结构性能上的影响与改进。
中国古建筑多采用木结构,主要由梁、柱、墙等构件组成。
然而,随着时间的推移,木材会受到空气中的湿度、温度及虫蛀等因素的侵蚀,从而造成木结构的老化和损坏。
为了保护古建筑的完整性和安全性,研究者们积极探索着木结构加固的方法。
较为常见的木结构加固方法包括加固材料的应用和结构构件的改造与加强。
加固材料主要包括钢筋、钢板、玻璃纤维等,通过将这些材料与木材进行连接,可提高木结构的强度和稳定性。
钢筋加固是一种常见的加固方法,通过钢筋的穿插连接,提高了木结构的抗拉性能。
钢板加固则通过将钢板与木材一同使用,增加了木结构的刚性和抗弯强度。
玻璃纤维加固则是将玻璃纤维布贴在木结构表面,形成一层保护膜,提高了木结构的耐久性和抗震能力。
另一方面,结构构件的改造与加强也是古建筑木结构加固的重要方面。
改造与加强通常包括增加结构支撑、改善节点连接等。
在结构支撑方面,可以采用增加剪力墙、加强支承梁等方式来提高木结构的整体稳定性。
改善节点连接则是通过重新设计节点,采用精确的加固技术来提高木结构的整体受力性能。
除了加固方法本身的研究,加固后木结构的性能评价和检测也是非常重要的。
性能评价主要包括对加固后木结构的抗震、抗风、抗荷载等方面的测试。
通过进行系列试验,可以全面评估加固方法的有效性和可行性。
而检测则包括对加固后木结构的质量、强度等方面进行检测和评估,以确保加固后的木结构符合相关安全标准。
综上所述,中国古建筑木结构加固及其性能研究是一项具有重要意义的工作。
通过应用适当的加固方法,结合精确的检测和评估,可以有效延长古建筑的使用寿命,保护和传承优秀的文化遗产。
【中国古建筑论文】略谈对木结构建筑的研究

【中国古建筑论文】略谈对木结构建筑的研究1应县木塔的建模与分析全塔采用了四百多组构筑奇巧的斗栱,是木塔最具特色的组成部分。
木塔始建于公元1056年,经历了近千年的环境侵蚀和多次强地震作用,结构变形和损伤严重,亟待修缮加固。
应县木塔的维修加固是中国文物保护工作的重大课题。
自1991年国家文物局批准成立“山西省应县木塔修缮工程领导小组”以来,国家已组织了大量的人力、财力对应县木塔进行了勘测、试验和研究。
目前,应县木塔修缮方案的研究论证工作仍在继续开展,运用现代分析模拟技术进行木塔保护研究,已取得了一批较丰硕的成果。
徐燊等对应县木塔进行了计算机建模方法的研究,提出了可动态修改的三维建模方法,以提高模型制作的效率。
该方法由四个步骤实现:将木塔的构件按斗栱、柱、梁栿进行分类,找出相应的规律性;以现有测绘数据为基准并依据《营造法式》的尺寸制度,以层为单位,构建主体结构的三维复原模型;将实测的变形值编入程序,对复原模型的坐标位置进行动态修改,得到符合现状的残损模型;将各层模型叠合,配上楼梯、栏杆、屋檐、塔顶等构件,完成全部三维复原工作。
张舵等在应县木塔有限元分析模型的研究中,通过引入梁单元组模拟斗栱连接,以解决虚拟半刚性单元难于反映实际构造的问题。
在有限元模型中,把斗栱设为一个在结构上与实际构造相似的梁单元组合,斗栱的各个构件均简化为梁单元杆件并在端部采用刚性连接,通过调整梁单元的刚度来改变斗栱构件的连接刚度。
在此基础上,他们建立了以梁单元为基本单元的木塔有限元模型,并结合木塔的实测模态结果确定了斗拱的刚度。
杜雷鸣等在应县木塔的抗震性能研究中,将斗拱节点域简化为刚接和铰接两种类型。
采用有限元软件ANSYS分别建立了节点域为刚接和铰接的木塔整体有限元模型,并对这两种简化模型开展动力特性分析。
模型分析结果与木塔实测值的对比表明,两种简化模型的分析振型与实测振型基本吻合,且实测频率介于两种简化模型的分析值之间,因此,可用两种简化模型的分析值来界定木塔地震响应的范围。
论古建筑木结构的保护与修复

论古建筑木结构的保护与修复摘要:中国的古建筑通常以木体结构体系为主体,而木结构又非常容易受到人为或者自然环境的破坏。
所以,严格贯彻落实古建筑物结构的保护与修复工作显得至关重要。
在对古建筑物进行保护与修复的时候,需要严格遵循相应的文物保护原则,特别是完整性与真实性这两大原则,同时广泛应用各种先进的科学技术。
这篇文章主要根据古建筑木结构的保护与修复展开深入的研究与分析,从中找出存在的问题,并且根据这些问题给出相应的解决策略,希望能够为古建筑木结构的保护与修复工作的顺利进行贡献一份力量。
关键词:古建筑;木结构;保护;修复前言:众所周知,古代建筑是古代劳动人民在建筑、设计、工程等方面的象征,其不仅种类与功能非常多,而且具有较强的研究价值。
如果根据建筑材料展开分类,那么中国的建筑基本上都是木结构体系。
在实际建筑中,木结构的梁、柱、门窗等构件有着重要的支撑与装饰美化功能,然而,此类木质结构特别容易遭到人为和自然环境的破坏。
特别是时间一长,其内部结构与外部花纹色彩都就会遭到不同程度的破坏,倘若遇到地震强风等自然灾害,那么木质结构的损坏程度会更加严重,甚至会被消除。
所以做好建筑结构的保护与修复工作变得非常关键。
1古建筑木结构遭受的破坏和病害目前,古代建筑木质结构所受到的破坏通常来自于两个方面,分别为人为与自然。
就人为破坏而言,其大部分都是暴力性的拆除毁弃,就自然力的破坏而言,其大部分是自然环境与虫蚁病害。
木质结构通常是由纤维素、半纤维素和木质素结合而成的,属于天然高分子材料。
在保存木质结构的时候,其由于遭到环境中的热、氧与微生物等因素所产生的影响,其化学成分和分子中出现巨大变动,同时物理性能和机械性能也受到了损坏,进而产生开裂,变硬等相关问题,这对古建筑的框架和外观产生来说是影响是非常不好。
1.1木结构的物理老化由于温度与湿度的不断变化,木质会受到不同程度的频繁收缩、膨胀,因而出现干缩、翘裂等相关问题。
一般而言,湿胀干缩属于木材固有的特点。
古建筑木结构维护与加固

古建筑木结构维护与加固
哎呀呀,你问古建筑木结构维护与加固啊,那可真是个重要的事儿呢!就好比人的身体,也需要精心呵护和保养呀!
古建筑木结构可是承载着历史和文化的瑰宝呢!维护它们就像是守护我们的宝贝一样。
首先呢,得经常去检查呀,就像医生给病人做体检一样,要仔细查看有没有裂缝啊、腐朽啊、虫害啊这些问题。
你想想,如果我们不及时发现这些小毛病,那以后可不得变成大问题嘛!
比如说山西的平遥古城,那可是历经岁月洗礼的呀!对它的维护就得特别上心。
定期巡查,发现有木材出现问题了,就得赶紧采取措施。
加固也是必不可少的手段哦,这就像是给古建筑穿上了一层坚固的铠甲。
可以用传统的工艺和材料,也可以结合现代的技术呀。
记得有一次,我们去修复一个古老的木建筑,那真的是状况百出呢!有的木材都快烂透了,我们赶紧制定方案,又是替换又是加固,费了好大的功夫才让它重新焕发了生机。
这就像是拯救了一个生命一样,特别有成就感!
还有啊,环境也很重要呢!不能让古建筑长期处在潮湿或者过于干燥的环境里呀,这就好比人不能总在恶劣的环境中待着一样。
要做好防潮、防火、防虫这些措施,给古建筑一个舒适的“家”。
而且啊,在维护和加固的时候,一定要尊重古建筑的原有风貌和结构呀,不能随随便便就改动。
这就像我们不能随便给一个古董花瓶乱涂乱画一样,要保持它的原汁原味。
总之呢,古建筑木结构的维护与加固可不是一件简单的事儿呀,需要我们用心去做,用爱去呵护,这样才能让这些珍贵的文化遗产流传下去呀!你说是不是呢?。
中国古建筑木结构的加固性能-中国古建筑论文-建筑论文

中国古建筑木结构的加固性能-中国古建筑论文-建筑论文——文章均为WORD文档,下载后可直接编辑使用亦可打印——摘要:文章针对我国古建筑木结构的加固和性能问题进行研究,提出了古建筑木结构的加固及修缮对策。
关键词:古建筑;木结构;加固;性能传统的古建筑在保护环节中通常需要经历人工测量、手绘等方式对其进行记录,这种工作方式不仅精准度比较低,在对数据进行使用的环节中也会存在较大的困难。
此外随着时间的推移,很多古建筑木结构受到外界因素的影响也越来越明显,这对于现存古建筑木结构的发展必然造成十分不利的影响。
针对这种情况,本文笔者也将对古建筑中木结构的加固和性能展开研究,希望对于相关工作的开展起到更大的帮助和指导作用。
1我国现存古建筑木结构的特点1.1木材为主要建筑材料中国古建筑木结构中最为关键的材料就是木材。
木材作为主要的骨架材料,会构成富有弹性的框架。
由于墙壁不承重,这种结构赋予建筑物极大的灵活性,从而制作出独一无二的木建筑结构,这种方式不仅能对建筑结构的安全需求进行满足,同时也可以创造出结构风格更为显著的建筑。
这种木结构体系的关键技术是榫卯结构,这种结构使木结构建筑具有柔性的结构特征。
由于木材自身的刚度较小,质量也相对比较轻,因此在受到地震破坏的时候,出现的惯性也会降低,这种木结构建筑对于防震、抗震的效果更为突出[1]。
1.2显著的抗震性能中国古建筑木结构柱础中的梁柱节点、梁端的雀替以及半刚性榫卯等特殊营造技术,这些技术可以确保古建筑木结构和现代钢结构、钢筋混凝土等建筑物的抗震性能有着明显的差别,传统木结构建筑是由柱、梁、檩、枋、斗拱等大木构件形成框架结构承受来自屋面、楼面的荷载以及风力、地震力。
这种结构赋予建筑物以极大的灵活性,有利于防震、抗震。
由于古建筑木结构自身具备十分显著的抗震能力,所以我国古代山西南禅寺和应县木塔等典型的木结构在多次地震后仍然能良好的得以保存[2]。
2古建筑木结构的加固及修缮对策2.1围护结构的加固对于古建筑木结构中的维护墙而言,可以确保维持原来面貌不拆除,单纯的对受损墙体进行拆除即可。
浅谈古建筑木结构加固与修缮

浅谈古建筑木结构加固与修缮摘要:现代社会,随着经济和文明的发展,对古建筑的修缮保护仍然是不可缺少的环节,而在修缮过程中,古建筑作为一个载体,加之现代的修缮加固方法,本身也是文明的继承。
因此,通过对现有木结构试验方法分析,从木结构榫卯节点加固、梁柱修缮方面进行了论述,并对当前试验中存在的问题进行了总结,为将来古建筑木结构加固方面的研究提供了问题导向。
关键词:木结构;加固;榫卯;修缮引言中国传统的木结构以古代建筑为主,经过数百年的演变发展,逐步形成了以台基层、柱架层、铺作层(斗拱层)与梁架层屋盖为主的四个结构层次,具有良好的结构功能和抗震能力。
在长期的环境侵蚀及历史战乱中,古建筑的结构稳定性随之下降,即使是现存的古建筑也是在不断加固修缮的过程中才得以留存。
1 榫卯节点加固研究及发展我国古代木作建筑大都属于梁柱体系,节点的榫卯结构种类繁多,连接方式多样,所受荷载较大,有典型的半刚性特征。
近十年来,在榫卯节点加固上,不少专家学者探究不同的加固方案和试验方法,沿用宋代《营造法式》关于大木结构要求制作了木构架模型,在模型的节点加固,通过对不同形式的的单调加载试验和低周反复加载试验及其结果,对不同榫卯类型(直榫、透榫、燕尾榫等)分别从弯矩-转角曲线上、转动刚度退化上、榫节点拔出量上、耗能能力上、木材种类上、延性能力上等得出在不同条件下的榫卯节点的破坏形态和力学性能。
在木结构的抗震和加固上,该成果可提供分析依据。
碳纤维加固布是单向碳纤维加固类产品,目前生产的厚度有0.11mm和0.17mm,可用于结构抗拉、抗剪、抗震、抗扭转的加固,抗拉强度最大的可达到4900Mpa.在现代钢筋混凝土建筑中,碳纤维布适用于处理建筑物的钢筋、梁柱断裂加固、加层抗震、剪力墙开门加固、阳台根部断裂等问题,由于碳纤维布具有质量小的特点,对结构的刚度、惯性影响不大。
将碳纤维布加固原理应用在古建筑木结构中,是近年来研究者的热点,并广泛运用在残损古建筑上。
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木结构古建筑的加固与保护
摘要:中国古建筑一般以砖、木或夯土为主要的建筑材料,以木结构为主,具有重要的历史和文化价值。
建筑一旦遭到破坏,不可再生,造成历史文化遗产不可弥补的损失。
根据木结构的建筑结构特点和不同的破坏类型,讨论不同的破坏症状,例如开裂、腐朽、拔榫等,并以此为基础,介绍相应的加固和保护的方法。
为木结构古建筑的加固和保护提供参考依据。
1 引言
中国古建筑是我们祖先留下的文化遗产的一部分,是重要的地面文物,它既是名胜古迹的重要组成部分,又是学习和继承遗产的主要对象,是城市历史文明的见证,是人类物质文明和精神文明的结晶,具有重要的历史价值和科学价值。
中国古建筑最具有代表性的是大木作结构,这种结构在世界建筑史上独树一帜,其影响远及东亚各国,成为东方建筑的代表。
但是古建筑修建年代长久,加上风雨侵蚀、、微生物破坏、温湿度的交替变化及维修不善,结构的本身已有不同程度的损伤,如梁柱变形、节点拔榫等。
因此有必要对古建筑木结构进行加固和保护。
2.破坏类型
古建筑木结构长期受到外力(风和地震)和自然作用(雨雪侵蚀或微生物破坏),导致其结构材料性能下降,由此产生不同类型的破坏,主要有以下几个方面[1]:
2.1 开裂
一些木材由于在制作当时没有干,其表面部分比内部容易干燥,而木纤维的内外收缩不一致,年久后由于木料本身的收缩而产生裂缝;或由于梁、柱受荷时间过长,木材本身材质下降导致抗拉、压、弯、剪性能降低,使得在外力作用下木材产生开裂现象。
2.2 腐朽
木结构长期处于潮湿环境中,很容易发生腐朽,腐朽使得梁、柱构件抗拉、压、弯、剪截面面积减小,承载力降低,对整个木结构非常不利。
2.3 挠度
木梁在在长期荷载作用下,由于材料性能老化造成木材弹性模量降低以及抗弯能力下降,导致跨中挠度大大超过规范允许值。
挠度不仅仅影响古建筑的外观,而且长期发展下去容易使木梁产生受弯破坏。
2.4 拔榫
在长时间外力作用或木材本身收缩等因素影响下,梁、柱节点位置很容易发生拔榫现象。
拔榫使得梁、柱构件有效受力截面减小,容易产生拉、压、弯、剪破坏,对木结构整体性造成一定影响。
3 加固方法
古建筑木结构构件加固的方法有多种,而且常常几种方法结合使用。
常用的加固方法[1-3]有:
(1)墩接加固法:即将柱子糟朽部分截掉,换上新料,通常用于柱根的加固。
常见的作法是做刻半榫墩接,方法是:将接在一起的
柱料各刻去直径的1/2作为搭接部分,搭接长度一般为柱径的1~1.5倍,端头做半榫,以防搭接部分移位。
(2)嵌补加固法:当梁、柱裂缝不大或梁、柱轻微糟朽时可采用嵌补加固法。
对于梁的干缩裂缝,当构件的水平裂缝深度小于梁宽或梁直径的1/4时,可先用木条和耐水性胶粘剂,将缝隙嵌补粘接严实,再用两道以上的铁箍或玻璃钢箍箍紧。
对于木柱的干缩裂缝,当其深度不超过柱径(或该方向截面尺寸)1/3,且裂缝宽度小于30mm 时,可用木条嵌补,并用耐水性胶粘剂粘牢[4]。
(3)铁件加固法:当梁、柱裂缝较大时,对其进行嵌补的同时还需要进行铁件加固;当柱根糟朽范围较大时,在对其进行墩接的同时,还需对墩接部位进行铁件加固;梁、柱节点拔榫时也可采用铁件加固法。
铁件加固法通常是用扁铁将梁、柱构件箍牢或者用扁铁将梁、柱节点进行连接。
铁件加固法通过采用扁铁承担构件的部分拉、压、弯、剪、力,有效地提高了梁、柱构件的力学性能。
(4)化学加固法:木材内部因虫蛀或腐朽形成中空时,若柱表层完好厚度不小于50mm,可采用不饱和聚树脂进行灌注加固。
在灌注前需将朽烂木块、碎屑清除干净,且应在柱中应力小的部位开孔。
化学加固法除了能增加木材的强度外,还能增加木材的尺寸稳定性和防腐、抗虫能力。
(5)FRP加固法:即采用FRP材料对木结构构架进行加固的方法。
FRP具有高强度、低密度、耐腐蚀、耐久性好、可设计性以及自重轻等优点,FRP在木结构中的加固思路主要有:抗弯加固,利用FRP
抗拉强度高的特性,将其粘贴在木梁受拉区,使之与木梁共同承受荷载,以提高木梁的受弯承载力,从而达到加固补强的作用;抗剪加固,把FRP粘贴于构件的剪跨区,起到与箍筋类似的作用,从而提高构件的抗剪承载力;抗压加固,对木柱用FRP包裹适当区域,约束木柱变径向形,从而提高木柱的受压承载力。
FRP主要用于木构件和节点的加固,从而提高既有木结构的承载力、刚度、延性及抗震性能。
木结构古建筑还有其他的加固方法,如增加约束法,增大截面法,增设拉杆法,增设销钉法和混合的方法等,这里不再一一赘述。
4 木结构防腐
古建筑修缮中所用原木加工的木构件,含水率普遍偏高,甚至包括一些椽子、望板的含水率远达不到国标所要求的20%以下的水平。
所以古建筑木构件的防腐就变得尤为重要。
目前,古建筑修缮工地常用的防腐剂主要是CCA和BBP。
CCA是一种固定型防腐剂,处理木材呈蓝绿色。
CCA在木材的微酸性环境中生成不溶于水的沉淀,一般都用于机械化作业处理。
现场手工处理影响透入度,很难达到要求的吸药量。
BBP处理可保持木材本色,而且可以反复处理至达到所需吸药量。
ACQ是当前正在积极推广使用的防腐剂,其特点是处理后木材呈蓝色,用于非暴露的木构件是可行的。
实践证明,三种防腐剂均不影响地仗和油饰。
防腐处理方法分为常压法(或无压力法)和压力法两类。
防腐处理效果的标志就是木材内药剂的吸收量及透入深度。
不同药剂,不同的使用环境,根据试验和实践,国家规定了严格的吸药量要求。
只有
在达到规定的吸药量要求下,才能保证预期的防腐效果[5]。
5 木结构古建筑维修保护原则[6]。