中国木结构的破坏类型

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古建筑木结构的主要地震破坏形态及抗震加固方法-古建筑论文-历史论文

古建筑木结构的主要地震破坏形态及抗震加固方法-古建筑论文-历史论文

古建筑木结构的主要地震破坏形态及抗震加固方法-古建筑论文-历史论文——文章均为WORD文档,下载后可直接编辑使用亦可打印——引言古建筑作为我国民族历史文化的重要组成部分,它的形成和发展从不同侧面反映了我国各个历史时期的、经济、艺术以及科学文化状况,这其中,木结构古建筑作为中国古代建筑的主流,被广泛应用在宫殿、庙宇、居民、楼阁等建筑中,是历史发展的见证和民族文化兴衰潮汐之映射,是不可再生的珍贵的文化资源和历史文化遗产.但是对于现存的古建筑木结构来说,千百年的历史传承中受到了自然力和人为的不断破坏,再加上多年来对其保护不够重视、年久失修,使得现存古建筑木结构绝大多数处于不同程度的残损状态,对其修缮加固已迫在眉睫[1].然而,科学合理地对现存古建筑木结构进行地震破坏分析是抗震加固的前提和保障.因此,四川雅安7. 0 级地震后,笔者根据现场的震害调查,并结合古建筑木结构的构造特点,归纳总结了我国古建筑木结构的主要地震破坏形态,针对出现的不同破坏情况,提出了相应的抗震加固方法,为古建筑木结构的修缮加固研究提供依据.本文主要按照古建筑木结构由下到上的次序对地震作用下木结构的破坏情况及破坏原因进行分析.1 地基基础的破坏不论是古建筑还是现代建筑,地基基础是建筑物极为重要的一部分,它是保证上部建筑结构不发生倾斜和沉降的关键因素,地基基础的质量好坏直接影响着结构的牢固性和寿命长短.对于古建筑木结构来说,地基基础主要由地基、基础和台基三个部分,地震作用下,地基基础发生破坏的形式及原因主要有以下几方面:有些古建筑的选址选在软弱土、液化土、附近地下有空穴或局部塌陷等不利地段,这样在地震作用下容易引起地基基础的不均匀沉降、倾斜、甚至台基出现裂缝等; 还有一些古建筑建在容易发生山体滑坡、崩塌、地陷、地裂、洪水冲刷、泥石流等危险地段,一旦发生,将产生毁灭性的灾害( 如图 1 所示) ; 同时,当古建筑建立在突出的山嘴、高耸孤立的山尖等,发生地震时,由于地震的顶端放大作用而使得震害更加严重[2]( 如图2所示) .在地震作用下,由于地面的剧烈振动会导致剪切受力明显[3],台基砖砌体灰缝逐渐开裂并出现滑坡( 图 3 所示) ,且柱础石在强烈地震作用下有可能发生较大的水平移位导致上部结构失稳,或者由于柱础石与上部结构的接触面仅限于柱脚截面大小,庞大的竖向荷载以及竖向地震作用的影响使得柱础石发生应力集中现象,柱础石破碎而导致上部柱架失稳.同时,长年累月的风吹雨打以及战争的破坏,使得台基砖砌体发生酥碱( 如图4 所示) ,砌块材料本身发生破裂,地震作用下,台基基础很易发生变形; 另外,地下水位上升或地面由于排水不良或长期的积水,以及在现存古建筑木结构周围人为大量的取土,或在古建筑周围开展其它方面的施工( 如西安钟楼地铁施工的影响) ,都会不同程度的降低地基的承压强度,地震作用下容易引起地基基础发生沉陷性下沉.2 上部木结构的破坏分析2. 1 构件的破坏构件在地震作用下发生破坏的形式和原因主要有以下几个方面:作为木结构古建筑的主要材料,木材不同于砌体、钢材、混凝土等材料,是一种非均质的、正交各向异性的天然高分子有机材料,其力学性质与其它建筑材料有着明显的差异[4].木材由于受光照、风干、雨雪、空气温度和湿度的变化等周围环境的影响而随时间的推移容易发生老化、开裂( 如图5 所示) ,成年累月的受荷状态使其发生蠕变,各种真菌等微生物的分解作用导致木材腐朽( 如图 6 所示) 以及虫蛀( 如图7 所示) 导致木材有效截面削弱等,这些因素使得木材的物理性能发生不可逆的衰退和劣化,从而降低了构件甚至整体结构的力学强度和安全可靠性,减少了其剩余安全使用年限.另外,木材自身的木节、斜纹、涡纹、扭纹等疵病对构件的残损也有着加速作用.对于额枋,由于两端的普拍枋压缩变形较大,使得昂与额枋的间隔减小,而跨中的补间铺作使得其间隔不能减小,只有额枋发生弯曲变形才能使得变形协调.而古建筑木结构各开间尺寸不等,但檩条及额枋的截面尺寸基本相同,因此,大开间( 当心间) 的檩条和额枋更容易发生弯曲变形( 如图8 所示) .对于包在墙内的柱子,由于通风不良,容易潮湿导致腐朽,柱根更为明显,山蒸云,柱础湿[5]就是说柱根处容易潮湿导致腐朽( 如图9 所示) .在竖向,枓栱铺作层与普拍枋是以横纹受压传力,由于木材横纹抗压性能较差,且受构造尺寸的限制,栌斗底面与普拍枋接触承压面的面积很小,屋顶过大的竖向荷载超过了木材的横纹承载力,使得木纤维在横向发生切断、弯折、纤维分离、截面横向扩张、端头纤维撕裂等残损现象[6],造成普拍枋的受压变形( 如图10 所示) .对于枓栱,地震作用下,由于昂的歪闪或柱子的下沉容易使枓栱因受力不均而导致枓与栱之间的连接松动、歪闪或开裂( 如图11 所示) ,结构整体性能降低.2. 2 节点的破坏古建筑木结构梁柱节点多采用直榫和燕尾榫两种连接方式,施工设计时为了方便安装,一般将卯口的尺寸设计略微大于榫头的尺寸,榫与卯之间留有一定的缝隙,这样在强地震作用下,榫头反复的拔出、挤压使得卯口逐渐变宽,节点松动,复杂的受力状态使得节点处发生榫头剪断( 如图12 所示) 或拔榫( 如图13 所示)的现象,同时,榫头由于年久收缩变形及腐朽,节点松动,节点的破坏会导致建筑物出现较大的变形甚至发生整体性倒塌.另外,当额枋发生竖向挠曲时,梁柱节点腋下的雀替容易发生弯曲破坏.2. 3 整体稳定性破坏由于地基基础的不均匀沉降( 如图14 所示) 、柱根的超限滑移( 如图15 所示) 以及竖向荷载作用下各部位压缩变形的不均匀性,地震作用下使得柱架由于整体倾斜( 如图16 所示) 和梁架歪闪( 如图17 所示) 导致结构重心发生偏移和错位,降低了结构的承载力和整体稳定性,水平地震作用下容易发生整体性倒塌.2. 4 围护结构木结构古建筑的围护墙体一般较厚,采用碎石土,结构性能较差,与柱架在结构上并无拉结措施,因此,当地基基础发生不均匀沉降、地震时柱架的晃动以及弯曲变形会引起墙体的开裂( 如图18 所示) ,严重时甚至倒塌( 如图19 所示) ; 对于部分柱架的柱根腐朽下沉,使得柱架的梁枕直接压在砖墙上,墙体由于应力集中被压酥出现大裂缝[7],同时,由于墙体和柱架的抗侧移刚度相差较大,水平地震作用下,柱架与墙体的运动不协调导致墙体损坏或倒塌,特别是沿纵向,柱架的位移比墙体大得多,易导致山墙倒塌[7].对于屋面围护结构,由于年久失修,屋面杂草丛生、漏雨积水,再加上瓦面的破坏,使得屋顶出现一定程度的渗漏现象,并加剧了木构件的腐朽; 在地震作用下,由于大屋顶的刚度和质量非常大,造成屋面分配的地震作用较大,使得地震时屋顶琉璃瓦下滑( 如图20 所示) ,瓦件开裂、松动或被震落,屋顶装饰震碎( 如图21 所示) .3 古建筑木结构抗震加固研究由于木材资源的缺乏以及我国保护文物的政策性要求,不可能大面积的采用替换新材的方法来修缮和改造破坏的木结构古建筑.因此,科学合理的修缮加固成为今后古建筑木结构迫在眉睫的问题.针对以上对木结构古建筑的破坏形式及破坏原因的分析,根据古建筑木结构的构造特点并结合古建筑木结构修缮加固的保护原则,系统归纳总结了适宜于木结构古建筑加固补强技术的加固修缮方法.3. 1 地基基础的加固加固地基基础就是为了防止由于地基基础的破坏而导致上部结构的破坏,使地基基础经加固之后尽量恢复其原来的平整状态,并保证具有足够的承压能力,以延长现存古建筑的使用寿命,这是保护现存木结构古建筑的重要措施之一.( 1) 对于建在山顶或者山下的古建筑,可以采用石砌护坡或挡土墙的方法来修缮加固,这样可以稳定处于山顶的古建筑周围的地基,避免处于山脚下古建筑因滑坡等引起的建筑物破坏; 当附近地下有空穴或局部塌陷时,可以采用土方开挖碎石回填或灌浆的补救方法.( 2) 相对来说,修建合理的排水设施是一种间接的加固古建筑地基基础的方法.在古建筑周围使用明水沟排水方法,一方面能够防止大量的潴水渗透到基础下面,避免在古建筑周围形成潦水,防止地基基础变形的进一步扩大,另一方面,明水沟的使用便于检修,一旦发生堵塞,能够很快解决.( 3) 对于台基砌体的修缮加固,对严重酥碱、风化严重、有裂缝的砌块和条石拆下,在新旧砖层间加铺钢筋网,并用钢筋勾拉结,缝隙进行灌浆加固,随砌随灌,加强新旧砌体的整体性能.对于础石移位或破碎的加固,可以在础石周围可加砌纵横向龙骨撑墙,防止础石移位,采用整体顶升更换础石的方法.( 4) 对于因周围施工导致地基承载力下降或不足的古建筑地基基础可以采用打桩( 木桩或者混凝土桩)加固的方法挤紧地基土,提高地基的承载能力,从而防止基础的不均匀沉降.3. 2 上部结构的加固( 1) 木材的预防性加固对于遭受真菌以及虫害的木材,可以采用化学药剂的处理方法来增强木材的稳定性和抗虫害能力; 对于木材的腐朽,应涂防朽剂增强抗腐朽能力,并保证通风干燥.( 2) 构件的加固对于构件的裂缝,不管裂缝的大小,首要的是要清除缝中的积存物,当裂缝宽度很大( 大于30 mm) 影响结构受力性能时时,应对开裂构件采用FRP 纤维布或铁箍箍进行加固,以恢复或提高构件的自身刚度和强度.当结构构件的破坏程度非常严重时,构件不足以提供结构所需要的承载力,可用新制作的构件替换原件,但应采取一定的措施( 如施加预应力等) 以保证新旧木材的变形协调.对于构件的腐朽,当只有表层木材腐朽,而内部材料完好时且尚能满足承载能力的需求时,将腐朽部分剔除干净,并经表面清净和防腐处理后,依原样和原尺寸采用干燥木材和耐水性胶粘剂修补整齐;当木材腐朽严重时,尤其是柱根部分木材的腐朽对结构性能影响较大,一般采用墩接加固法( 如图22 所示) 将新旧材料粘结到一块,并采用铁箍或FRP 纤维布对墩接处加箍处理,加强新旧材料的协同工作性能.对于额枋的弯曲变形,主要有三种加固方式.当变形不大时,可以在额枋的受拉区采用粘贴FRP 纤维布,使之与额枋共同受荷,充分发挥纤维材料抗拉性能好的优点; 当额枋的下垂挠度较大,超过允许挠度时,可以采用支顶加固法来改善额枋的内力分布情况,提高抗弯承载力; 当额枋的挠度过大导致断裂或者不足以承担上部荷载时,为了不改变结构的受力性能以及施工方便,可以不拆除原构件的前提下在原有额枋的下部采用工字钢梁加固.对于额枋支座两端的裂缝,可以通过纤维布环箍受剪区或采用钢雀替加大支座支承面积来提高额枋的抗剪承载力.对于枓栱,由于结构比较复杂,所以针对不同的破坏情况采用不同的修补方法.当枓、栱或昂发生劈裂且能对齐的,可采用粘结剂粘牢后继续使用,断裂不能对齐或腐朽不能继续使用的应更换,压扁的枓可以采用硬木薄板补齐.( 3) 节点的加固对于榫卯节点的加固,主要有以下几种方法:将节点区域的外表面用丙酮清洗干净,然后用FRP纤维布( 如图23 所示) 沿梁的纵向包住节点区域,并在梁端加一到两道环形纤维布箍住,防止纤维布与木材界面发生开裂,用耐水性粘结剂将纤维布与木材粘牢; 当榫头由于腐朽发生破坏时,应将腐朽部分凿掉,然后将新木块嵌入卯口,并用粘结剂粘牢; 还可以用扒钉直接固定、扁钢外包并用螺栓固定( 如图24 所示) 或角钢对节点进行附加支撑,为了避免对截面的破坏,文献[8]采用新型的加固装置( 如图25 所示) 对中间跨榫卯节点进行加固.( 4) 围护结构的加固对于木结构古建筑围护墙体,能不拆除应尽量不拆除,为了保存其原貌,只需要将酥碱严重的墙体拆除补砌.可采用压力灌浆或喷浆的加固方法来提高墙体的强度.为降低地震作用的破坏,应减轻墙体的自重,用砖墙或轻质高强的新型木墙代替土坯墙,使用钢筋或铅丝将墙体与柱架拉结,使两者能较好的协同工作,增强结构的整体稳定性.对于风化严重的琉璃瓦应重新更换,松动的瓦件,可增加瓦面上纵向的瓦钉,或采用灰浆并放少量的粘结剂将瓦件重新固定,及时对屋顶的杂草进行清除,对漏水部位采用青灰背进行维修.( 5) 整体结构加固当柱架倾斜、发生扭转或者拔榫比较严重时,采用加固构件已不能满足结构的承载力需求,在不拆落木构架的情况下,可采用打牮拨,对个别残损严重的构件进行更换或者其它修补加固措施[9].对残损严重且需要全部或局部拆除的古建筑,应采用落架大修对每个残损构件逐个修整,更换严重残损的构件,再重新安装,并进行加固.对于础石移位的情况,可以将础石周围采用石砌块、混凝土固住或柱基之间可加砌纵横向龙骨撑墙,防止由于础石的移位造成结构丧失稳定性.4 结语本文主要通过对现存古建筑木结构的震后现状调查,系统归纳总结了现存古建筑木结构的主要震害破坏形态,并提出了相应的加固方法,为古建筑木结构的修缮加固研究提供参考依据.参考文献[1] 薛建阳,张风亮,赵鸿铁,等. 碳纤维布加固古建筑木结构模型振动台试验研究[J]. 土木工程学报,2012,45( 11) : 95 -104.Xue Jianyang,Zhang Fengliang,Zhao Hongtie,et al. Shaking table test of ancient timber structure strengthened with CFRP[J]. China Civil Engi-neering Journal,2012,45( 11) : 95 - 104. ( in Chinese)[2] 谢启芳,薛建阳,赵鸿铁. 汶川地震中古建筑的震害调查与启示[J]. 建筑结构学报,2010,31( S2) : 18 -23.Xie Qifang,Xue Jianyang,Zhao Hongtie. Seismic damage investigation and analysis of ancient buildings in Wenchuan earthquake[J]. Journal ofBuildingStructures,2010,31( S2) : 18 - 23. ( in Chinese)[3] 余志祥,赵世春,潘毅,等. 青城山上清宫门楼古建筑震害机理分析与研究[J]. 四川大学学报( 工程科学版) ,2010,45( 5) : 292 -296.YU Zhixiang,ZHAO Shichun,PAN Yi,et al. Seismic Analysis and Research of Gate Tower of Shangqing Temple on Qingcheng Mountain[J].Journal of Sichuan university( Engineering Science Edition) ,2010,45( 5) : 292 - 296. ( in Chinese)[4] 林森,杨恩伟,曲燕广. 浅谈古建筑木结构材性研究[J]. 科技风,2011,24( 5) : 138 -139.[5] 赵怡元. 古建筑基础的加固[J]. 文博,1985,( 3) : 76 -80.[6] 李铁英,秦慧敏. 应县木塔现状结构残损分析及修缮探讨[J]. 工程力学,2005,22( S1) : 199 -212.LI Tie -ying,QIN Hui -min. Structure analysis and repair of Ying - Xian wooden tower[J]. 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古建筑常见损坏及修缮

古建筑常见损坏及修缮

古建筑常见损坏及修缮摘要:本文从古建筑的基础、台基、地坪、墙体、木构架、屋面瓦作、木基层、油漆地仗等方面逐一阐述了这些部位常见的损坏情况,分析其产生的原因并提出具体的修缮方法和注意点。

关键词:古建筑、损坏、原因、修缮前言近年来,随着我国社会经济的发展,生活水平的提高,人民对文化生活有了更高的追求,对我国的历史文化、民族特色也越来越感兴趣。

全国各地的古镇、古村落成为了旅游、休闲的热点,对古建筑的开发、修缮也成为建筑领域的一个重要的组成部分。

笔者根据几年来古建筑修缮工程监理实践,对古建筑常见的损坏情况和修缮方法进行阐述和分析。

一、基础古建筑基础常见的损坏主要是沉降和破碎,究其原因主要是由于地基承载力变化、地下水影响、树根生长、地下管线、外力破坏等导致,修缮时首先需查明原因并消除这些不利影响。

基础修缮一般采用分段掏修的办法,每段不超过1m且不得超过基础底面积的20%。

修缮过程中必须对原结构、墙体进行支撑加固,必要时应进行计算并设计方案,确保安全施工。

二、台基基础以上即为台基,台基按建筑等级不同,其形式、高度、材料各不相同。

常见的损坏情况主要有阶沿石松动、移位。

侧塘板掉落、碎裂、松动鼓出,砖制侧塘板还会发生酥碱、风化。

台阶石断裂、松动。

垂带石、象眼石松动、缺失等情况。

一般来说台基石作产生松动、移位等现象,主要是由于灰缝酥碱脱落或是由于外部原因导致缝口断裂,继而有水进入冻融循环后产生破坏。

若构件出现较大的位移、鼓出,则在勾缝前需对构件进行归安,即重新安装。

对于石构件出现破碎、缺失等情况,可采用与原构件纹理、材质一致或相近的石材进行添补。

经修缮后石构件往往有新旧之差,一般可采用整体做新或是做旧的办法进行处理。

所谓做旧即是在新石材上涂刷高锰酸钾溶液,待其颜色与旧石材颜色协调后,再用清水冲洗干净,进而可用黄泥浆涂抹,最后将浮土扫净即可。

以上所说的是台基外部构件,若台基主体砌体发生开裂则需先查明原因,若是由于基础破坏引起的,则需先修缮基础;若基础完好,可仅用水泥砂浆、水泥素浆灌浆填充密实,如需加强浆体粘结力,可在浆体中加入水溶性高分子材料。

中国古建筑的构造特点、损毁规律及保护修缮方法

中国古建筑的构造特点、损毁规律及保护修缮方法

2、实施日常维护与保养
2、实施日常维护与保养
对于古建筑,应建立完善的日常维护与保养机制。定期检查木结构构件、屋 顶瓦片、墙体等部分的状况,及时修复损坏部位,避免损坏扩大。同时,还要加 强对古建筑周边环境的监管,防止人为破坏和污染。
3、引进现代科技手段
3、引进现代科技手段
在保护修缮古建筑的过程中,可以引进现代科技手段,如3D打印技术、无人 机检测等,提高保护修缮的效率和精度。同时,还可以利用数字化技术记录古建 筑的详细信息,为未来保护修缮提供数据支持。
4、促进公众参与
4、促进公众参与
保护修缮古建筑需要社会各界的共同参与。政府可以加强宣传教育,提高公 众对古建筑保护的认识和意识。同时,鼓励公众参与古建筑的日常维护和保养工 作,形成全民参与的保护格局。
5、合理利用与开发
5、合理利用与开发
在保护修缮古建筑的同时,还应注重合理利用和开发。通过适度旅游开发、 文化创意产业等途径,让古建筑发挥其应有的历史文化价值,实现保护与利用的 良性循环。
3、环境污染
3、环境污染
近年来,环境污染也成为古建筑损毁的一大因素。酸雨、工业废气等污染物 对古建筑的侵蚀越来越严重,导致木材腐朽、墙体会脱落等现象。
三、中国古建筑的保护修缮方法
1、加强法律法规建设
1、加强法律法规建设
加强对古建筑保护的法律法规建设是首要任务。政府应出台相关法律法规, 明确保护古建筑的责任和义务,加大对破坏、盗卖和非法交易古建筑行为的打击 力度,切实保护古建筑的合法权益。
3、屋顶造型丰富
3、屋顶造型丰富
中国古建筑的屋顶造型非常丰富,包括悬山、硬山、歇山、庑殿等多种形式。 这些不同的屋顶造型不仅具有独特的美学价值,还反映了古代建筑师细节装饰

中国对房屋建筑木构件等有破坏作用的白蚁

中国对房屋建筑木构件等有破坏作用的白蚁

研 究 进 展
的西 、 、 南 中沙群 岛 ; 自台湾 , 东 西至 西 藏 , 有 凡
主要是乳 白蚁属的种类 。偏南还有堆砂白蚁的 种类破 坏房屋建筑木构件 。高道蓉 和林 群声
(91对 此 曾做 过统计 , 19) 现根据 中国动物 志 , 昆 虫 纲第 十 七卷 等 翅 目所 列 白蚁 名 录 , 和这 期 间 新增 资料 做一 增 补 和修 改 , 有 危 害种 6 计 9种 , 归于 1 属 , 3 现列 表 1做一 简介 。
Mi oeoeme、 白蚁属 O ott me、 白 c crt s土 r r d noe s大 r 蚁属 Mart me、 白蚁属 E h mi r s钩 coe s亮 r u a t me、 e 白蚁 属 Ani rtr s马扭 白蚁 属 Maa so cs oeme、 t lyi— 扭 白蚁 属 P rcp i r s葫 白蚁 属 C cri ei rt me、 a e uub— tr s歧 颚 白蚁 属 Ha i n i r s 夏 氏 白 eme、 vl dt me、 a e
虽 然 白蚁 在 自然界 里 总的说 来 , 它是 益 大 于害的, 但是 在 地球 上 由于人类 经 济活 动 逐 步 加强 , 白蚁 对 国 民经 济很 多 部 门可 造 成 损 失 。 和水 利设 施造成 破坏 的有草 白蚁科 的原 白蚁 属 Ho oemo s ; 白蚁科 的楹 白蚁 属 Icst d tr pi 木 s ni — i eme、 砂 白 蚁 属 C y ttr s 树 白 蚁 属 r s堆 rpoeme、
表 1 中国危害建筑物木构件、 建材和仓储物资的等翅 目属 、 种名录 、 分布和危害情况

城 市 害 虫 防治 5 研 究 Nhomakorabea进 展

古建筑木梁架常见破坏形式及修缮方案

古建筑木梁架常见破坏形式及修缮方案

Value Engineering 0引言古代建筑是古代土木匠人智慧的结晶,是祖先留给我们的珍贵遗产,是中华民族的瑰宝。

在社会经济和文化飞速发展,人民的生活水平越来越好的同时,也越来越关注古代历史文化遗产。

近年,有关保护古建筑的问题一直是社会关注的热点。

一些古建筑不是年久失修,损毁严重,成为了危房,就是人为过度干预,降低甚至失去文物价值,保护和修缮工作迫在眉睫。

文物保护级别高的古建得到比较好的保护和修缮,但是其它的却不尽人意。

立柱和梁架是整个木结构的重要构件,起着支撑整座建筑物的作用。

它们的腐朽、虫蛙和损坏变形会严重影响木结构的承载力,从而危及整座建筑物的耐久性和安全性。

本文着重对古建筑保护和修缮中常见梁架破坏形式及相应的修缮方案进行整理归纳,为一般古建保护和修缮修缮提供参考。

1古建筑的结构形式与建筑材料古建筑的结构形式主要有梁柱结构和拱结构,梁柱结构是最简单的一种结构形式,房屋普遍采用,这种结构形式需要比较大块的材料搭出一个大空间。

[1]中国古建筑使用的建筑材料有木、土、石、砖等。

以木材最适宜了,它可以做出长又粗的构件。

而石材就不太适合了,石材比较难做出长构件,就算是做出长构件,但又太重不便于施工。

再加之中国所处的地理位置和气候条件,大多数地区都盛产木材。

为了方便取材,数千年以来,无论是宫殿还是民宅都用木材作为主要的建筑材料,采用木梁架结构房屋。

2木梁架修缮方案2.1木结构修缮的指导思想保护现有基本完整的木结构,仅对出现病害的构件进行有针对性的修缮。

除倒塌建筑,木构件采取不落架的维修措施。

整修梁架结构,归安移位、拔榫的构件,修补虫蛀、开裂、腐烂的构件。

维修中尽量保存原有构件,配比、更换、补修的构件材料原则上要求同质材料。

选材标准参照《古建筑修建工程质量检验评定标准》南方地区(CJJ70-96)表4.0.3。

木材的含水率结构用材料不大于18%,装修、装饰用材含水率不大于12%。

加固的铁件都要进行防锈处理,原木材在使用前按规范要求对构件进行防火、防虫、防腐处理。

8李浈-古建筑构造特点、损坏规律

8李浈-古建筑构造特点、损坏规律

中国古建筑的构造特点、损毁规律及保护修缮方法一、中国古建筑的构造特点和损毁规律中国古建筑是以木结构为主体的建筑,是由柱、梁、枋、檩等木构件组成木构架体系。

屋面有木基层,木基层由椽子、望板等构件组成(图1. 古建筑木构架体系示意)。

以木结构为主体的中国古建筑,承重构件是柱和梁,墙体不起承重作用,只起围护作用和防寒保暖作用。

建筑的屋面由灰、泥、瓦等建筑材料构成,主要起防雨和保温隔热作用。

中国古建筑分为大式建筑和小式建筑两类,这个分类主要是以建筑的服务对象来划分的。

为封建帝王、贵胃服务的宫殿、坛庙、陵寝、府邸、衙署等等是大式建筑,大式建筑的最高形式是宫殿式建筑。

这些建筑有规模大、体量大、用料考究、装饰华丽的特点,宫殿建筑还采用斗拱、琉璃瓦等等。

为一般平民百姓服务的建筑为小式建筑,小式建筑一般都规模小、体量小、用材小、装饰简朴、等级低、不带斗拱、不施琉璃瓦,常见的有民居、商埠以及小型寺庙等等(图3.大式建筑与小式建筑举例)。

不论大式建筑,还是小式建筑,只要是以木结构为主体的古建筑,都有其共同的特点,这就是木构件承重,特别是柱子承重,墙体起围护保温作用、屋面起防雨保温作用等等(图4. 宫殿式建筑构造举例,图5. 一般小式建筑构造举例)。

木构建筑有许多优点,比如加工容易、组装方便、建造快捷、抗震性能好等等;同时,也有与生俱来的缺点,就是易腐朽、易虫蛀、易失火。

尤其腐朽,是木构建筑的大患。

木构件腐朽,主要有以下部位:1、柱子古建筑的柱子,有些是露明的,有些是包砌在墙体里面的。

露明的柱子由于通风比较好,不太容易糟朽,包砌在墙里面的柱子情况就不同了。

由于古代建筑工程缺乏有效的防潮措施,加上土坯、砖这些墙体砌筑材料自身又有吸附空气中或地表水分的特点,所以,墙体往往是潮湿的,包砌在墙体内的木柱,长期处在潮湿的环境中,很容易糟朽。

木柱糟朽,一般是从柱根和外表开始,然后逐渐由外向内、由下而上,由轻而重,逐步发展。

当柱子糟朽还不严重的时候,不会对建筑整体造成什么影响;当柱子糟朽很严重时,就会对整体构架带来严重影响。

古建筑木结构的破坏类型及加固方法

古建筑木结构的破坏类型及加固方法欢迎投稿留言交流木结构的破坏类型及加固方法中国古建筑以木建筑为主,它们因其独特的受力性能,能够历经风雨,保存至今,如建于唐代的五台山佛光寺、建于辽代的山西应县佛宫寺释迦塔。

然而,由于自然环境的影响,以及木结构本身材料的腐朽老化,再加上修缮工作不及时,许多古建筑的承载力和稳定性不断下降,甚至处于体系破坏、结构坍塌的危险境地。

中国古建筑是人类各时期物质文明和精神文明的体现,是连接历史的桥梁,具有重要的历史价值和科学价值,保护好这些古建筑,使其能够长久保存下去,是我们当代建筑者不可推卸的重要责任,所以研究木结构的加固措施具有非常重要的意义。

01类型木结构在长期使用过程中,由于受荷时间长久,加之木材老化等原因,会导致木结构性能不同程度的降低,最终发生破坏。

木结构常见的破坏类型有以下几种:开裂木材在加工过程中水分没有完全蒸发,木材表层和内部干燥速率不同,导致木纤维内外收缩不一致,从而产生裂缝;木结构在使用过程中,由于长时间受荷,加之木材老化,其抗拉、抗压、抗弯、抗剪性能下降,从而在外力下产生裂缝。

腐朽木材的主要成分为纤维素、半纤维素多糖和木质素等,当木材长期处于潮湿环境时,会滋生真菌的繁殖,从而导致木材产生腐朽,遭受彻底破坏。

常见的腐朽部位有柱脚、柱头、柁头和后檐檩等。

腐朽可使构件的受力截面积减小、承载力降低,对结构非常不利。

变形木结构在荷载作用下会产生变形,但由于木材老化,造成承载力下降,或者结构负荷过重,可能导致变形超过规范允许值。

构件变形过大,不但影响美观,也给结构安全带来很大隐患拔榫卯榫连接是古建筑木结构连接的主要形式,常用于柱与柱、柱与梁、梁与梁之间的连接。

在长期受荷情况下,加上木材自身的收缩等因素,卯榫节点容易松动,发生拔榫现象。

拔榫使梁柱的受力截面积变小、承载力降低,对结构整体产生不利影响。

蛀虫侵蚀木材的主要对象是白蚁,白蚁喜阴,多数分布于南方,所以南方木结构易遭虫蛀,北方相对较少。

08 工业厂房、木、钢结构震害


农村土坯房墙外闪严重,容易继续开裂,失去稳定。 (新疆巴楚地震,2003)
土坯墙外包分离 (1996年河北张北地 震)
张北地震,中等
萨尔瓦多地震,毁坏
伽师地震,毁坏
A hole rescued a old women
窑洞 土坯拱窑震害:窑洞前脸塌落,洞顶发生裂缝, 造成窑洞前部塌落。 黄土崖窑洞震害:两侧拱腿外闪,发生水平裂缝, 严重时拱顶塌落,后堵墙与拱圈拉结不牢,容易 开裂,导致堵墙外闪出现裂缝,甚倒塌。
破坏现象:地震时先是墙裂或倒塌(普遍现象),然后木 架歪斜,屋盖移位,整体倒塌。
穿斗木架房屋木架歪斜(1996年云南丽江地震)
3.7 生土结构房屋震害
土坯房:土坯、土块、夯土墙承重的房屋, 窑洞:分为黄土崖窑洞和土坯拱窑两种。 抗震能力最差
土坯房 震害:纵墙与横墙连接处开裂、墙体外闪 或倒塌,致使房屋落架。
3.4 工业厂房震害
➢ 围护墙破坏; ➢ 屋盖塌落; ➢ 屋架破坏; ➢ 立柱破坏; ➢ 局部或整体倒塌。
➢ 围护墙破坏:墙体开裂、外闪、倒塌,尤其 山墙。
高山墙,围护墙局部塌落
厂房围护墙破坏(唐山大地震,1976,中等破坏)
➢屋盖塌落:屋面板错位,震落; 天窗破坏。
屋盖震落
重型屋架屋盖震落
绵阳九洲体育馆
其主体结构和支座均无明显 损伤,仅在围护结构和钢结 构的结合处有轻微碰撞破坏。
江油县体育馆
江油县体育馆,主体结构轻微损 伤,网架结构无明显损伤,网架 结构支座松动严重。
3.6 木结构房屋震害
木结构房屋以木架为承重构件,一般屋顶也是木架,上铺 瓦。围护墙用砖,木板、或土坯、夯土,或板夹泥等。由于木 材可以就地取材,砌体使用较少,这种结构的造价非常低,在 村镇多采用这种结构作为简易厂房、仓库等。但是这种结构的 砌体墙和砌体柱强度不高,且大多年代较长,在地震中容易发 生屋面破坏和局部倒塌

古建筑木梁架常见破坏形式及修缮方案

Value Engineering 0引言古代建筑是古代土木匠人智慧的结晶,是祖先留给我们的珍贵遗产,是中华民族的瑰宝。

在社会经济和文化飞速发展,人民的生活水平越来越好的同时,也越来越关注古代历史文化遗产。

近年,有关保护古建筑的问题一直是社会关注的热点。

一些古建筑不是年久失修,损毁严重,成为了危房,就是人为过度干预,降低甚至失去文物价值,保护和修缮工作迫在眉睫。

文物保护级别高的古建得到比较好的保护和修缮,但是其它的却不尽人意。

立柱和梁架是整个木结构的重要构件,起着支撑整座建筑物的作用。

它们的腐朽、虫蛙和损坏变形会严重影响木结构的承载力,从而危及整座建筑物的耐久性和安全性。

本文着重对古建筑保护和修缮中常见梁架破坏形式及相应的修缮方案进行整理归纳,为一般古建保护和修缮修缮提供参考。

1古建筑的结构形式与建筑材料古建筑的结构形式主要有梁柱结构和拱结构,梁柱结构是最简单的一种结构形式,房屋普遍采用,这种结构形式需要比较大块的材料搭出一个大空间。

[1]中国古建筑使用的建筑材料有木、土、石、砖等。

以木材最适宜了,它可以做出长又粗的构件。

而石材就不太适合了,石材比较难做出长构件,就算是做出长构件,但又太重不便于施工。

再加之中国所处的地理位置和气候条件,大多数地区都盛产木材。

为了方便取材,数千年以来,无论是宫殿还是民宅都用木材作为主要的建筑材料,采用木梁架结构房屋。

2木梁架修缮方案2.1木结构修缮的指导思想保护现有基本完整的木结构,仅对出现病害的构件进行有针对性的修缮。

除倒塌建筑,木构件采取不落架的维修措施。

整修梁架结构,归安移位、拔榫的构件,修补虫蛀、开裂、腐烂的构件。

维修中尽量保存原有构件,配比、更换、补修的构件材料原则上要求同质材料。

选材标准参照《古建筑修建工程质量检验评定标准》南方地区(CJJ70-96)表4.0.3。

木材的含水率结构用材料不大于18%,装修、装饰用材含水率不大于12%。

加固的铁件都要进行防锈处理,原木材在使用前按规范要求对构件进行防火、防虫、防腐处理。

洪水对建筑物破坏形式

洪水对建筑物破坏形式
历史上每次遭遇红薯灾害就会造成大量的建筑物的破坏,其中住宅建筑占很大的比重。

我国的住宅建筑物,特别是农村、乡镇建筑主要的结构形式有:土结构房屋、木结构、砖混结构和框架结构。

相对来讲都是按照当地传统习惯建造,没有专业设计更没有任何防洪措施,一旦遭遇洪水,就会遭受毁灭性的打击。

洪水对住宅建筑物破坏的主要形式有:
一、冲击破坏
洪水在水位差的影响下,产生水压形成水流直接冲击建筑和构筑物,破坏性极大。

木结构、砖混结构就会发生急剧的动力破坏,1998年夏季洪水期间,大量农村的木结构房屋被洪水冲毁。

一般来说,距离溃口越近,洪水的流速越大,对建筑物的危害较大,距离越远,流速越小,危害相对来说较小。

二、侵泡破坏
洪水淹没侵泡后,一直保持在某一水位,经过一段时间才会泄退。

由于洪水侵泡,造成对房屋主体建筑材料力学性能的劣化、地基承载力的扰动和不均匀沉降,从而引起结构破坏和房屋倒塌,由于洪水冲刷住宅地基造成的屋面破坏主要发生在临河建筑,沟谷两侧的建筑以及房屋角部等位置。

三、波浪荷载破坏
由于各地气候不尽相同,在气候恶劣的地区,处于洪水中的建筑
物在大风天气下会收到洪水波浪荷载的作用力。

作用在建筑物墙面上的波浪动水压力能达到2~10KN∕11Λ在这样大的波浪荷载作用下,一般非抗洪设计的建筑物通常在窗下墙、窗间墙等部位被破坏波浪打坏,破坏力较大。

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中国木结构的破坏类型
中国木结构古建筑的加固维护方法
1. 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。

1. 2 腐蚀
木结构如果长期处于潮湿环境中,很容易发生腐蚀,常见的部位有柱根等。

1. 3 挠度
木梁在长期荷载作用下,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。

1. 4 拔榫
卯榫连接是古建筑木结构连接的主要形式,主要用于柱与柱、梁与梁、梁与柱之间的连接。

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。

古建筑木结构加固方法研究
2 破坏类型
古建筑木结构由于受荷时间长久或经受风雪侵蚀导致材料性能下降,因而产生不同类型的破坏,主要包括如下几个方面:
(1) 开裂(图1) :一些木材由于在制作当时没有干透,其表层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) 糟朽(图2) :木结构构件如长期处于潮湿环境中,很容易发生糟朽,常见的部位有柱根及屋面角梁等。

柱根由于包砌在墙内,缺乏干燥或通风,天长日久而产生糟朽; 角梁因在屋面位置,当屋面漏雨时,也常常因为积水而产生糟朽。

糟朽使得梁、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。

(3) 挠度(图3) : 古建筑木梁在长期荷载作用下,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。

如故宫太和殿西山挑檐檩直径0135m ,长度1112m ,跨中挠度达0113m ,远远超出《木结构设计规范》(允许值5159cm) ,见图3 所示。

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。

(4) 拔榫(图4) :卯榫连接是古建筑木结构连接的主要形式,主要用于柱与柱、梁与梁、梁与柱之间的连接。

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。

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