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木結構建筑如何加固

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木結構建筑如何加固

發布日期:2019-06-20 作者: 點擊:

我國的古代建筑,有著獨特的形式與結構,不同時期的古建筑,不僅反映了各個時期的建筑水平,同時也是對應時期的歷史縮影,是文化的重要組成部分。

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現存古老的木結構建筑:如故宮、黃鶴樓、岳陽樓、應縣木塔、蘇州園林等,大多為木質結構。由于木材本身為有機化合物,易腐爛和蟲蛀。在微生物和氣候的長期影響下,木質結構會發生變形、彎曲、龜裂等現象,很難長久保存。古建筑對我們有著重要的意義與價值,現存的很多木質結構建筑都已岌岌可危,如何更好的保留古建筑呢?


保護古建筑,對其進行加固改造無疑問是最好的方法。我國的古建筑發展,主要為木質結構,1992年9月發布的國標GB50165-92《古建筑木結構維護與加固技術規范》中規定“古建筑的維護與加固,必須遵守不改變文物原狀"的原則。原狀系指古建筑個體或群體中一切有歷史意義的遺存現狀。若需恢復到創建時原狀或恢復到一定歷史時期特點的原狀時,必須根據需要與可能,并具備可靠的歷史考證和充分的技術論證。因此可知:古建筑加固主要遵循歷史建筑保護的“原真性、必要性和可逆性”,最大限度地保持古建筑的原有風貌,滿足“修舊如舊”的修繕原則。

在使用傳統方法對木質結構進行加固時,有很大的局限性。首先常規方法加固時,會加設鐵材加固,鐵材易銹蝕,在使用前必須進行除銹抗銹處理。這道工序費力費時,并有可能對建筑造成新的破壞。


木質結構的最大問題即是腐蝕與蟲害,因此,對木質結構的防腐防蟲也是需要考慮的問題。傳統方法中,比較常用的是利用低毒高效的防腐防蟲藥劑,而其中的毒性成分日積月累,會影響人們健康,造成環境污染。其次,木材是一種各向異性的自然材料,其順紋抗剪強度和橫紋抗拉強度很低,且古建筑的承重結構由于處于長期荷載作用,較容易產生縱向的裂縫。


加固技術發展至今,已經形成很多成熟的傳統方法。然而對于古建筑來說,常規的方法例如:增設扶壁柱、增設圈梁構造柱、鋼筋混凝土面層等,由于它們的濕作業時間長,現場擾動較大,同時施工完畢占據空間大并且易對原結構造成改變,而并不適用。因此,新材料新工藝在古建筑中,應有更廣泛的使用。


碳纖維復合材料因其強度高、密度低、耐腐蝕及耐久性好而備受加固界青睞。事實上,碳纖維對于古建筑的加固,也有著極高的適用性。碳纖維材料由于幾何可塑性強、自重輕,纖維布沿其紋路方向的抗拉強度很高,而木材的順紋抗壓強度較高,并且材料間具有良好的粘結性能,能夠很好地協同工作。碳纖維材料可塑性大、易裁剪成型,對各式各樣的古建筑物來說,它都能夠隨其外形粘接牢靠。

其次,木結構采用碳纖維材料進行加固,還會對結構起到優質的防腐作用。碳纖維布與配套使用的環氧樹脂膠均具有耐腐性,對于木質結構來說,防腐是一項長期艱巨的任務,碳纖維布對木質結構既能加固又能使其長期遠離腐蝕,可以起到一舉兩得的作用。


當然,碳纖維材料能夠在古建筑中占據一席之地,其根本原因還是在于它符合古建筑加固的原則。碳纖維加固工序簡單、所需施工空間小、工期快,能夠有效防止施工時對古建筑物的破壞。碳纖維材料施工無需對原結構進行鉆孔、釘釘等改變,同時質輕幾乎不增加結構自重,幾乎完美符合“保存現狀”的原則。


對于意義特殊的古建筑物來說,安全無毒也是必須滿足的重要要求。選擇通過無毒檢測報告的加固材料,就能夠放心用于古建筑的加固而不存在安全隱患與污染。


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