中国古建筑木结构修复加固技术分析与发展研究

高正超 袁宇森

摘要：中国古建筑是中国传统文化的重要组成部分，古建筑材质大多数为木材，由于木材本身材性问题、建筑建成时间较长以及自然因素和人为等原因，古建筑出现各种损坏形式和损坏症状。近年来，人们对传统文化越来越重视，古建筑对传统文化的传承有着重要意义。本文针对古建筑不同的损坏形式及其古建筑木结构修复加固技术进行分析和研究，并提出方法。

关键词：中国古建筑;木结构;修复加固技术

我国历史性的城镇现有两千多个，有着大量古建筑。中国古建筑主要建筑材料为木材和砖瓦，经过长期的腐蚀和风化，许多古建筑出现不同程度的损坏。

近年来，古建筑木结构修复和加固工作越来越重要，随着科技的发展进步，修复技术也在不断更新，修复人员要根据古建筑残损的特点选择不同的修复和加固方式[1]。修复和加固中国古建筑，对传统文化传承和人民安全性有重要意义。

一、古建筑木结构的损坏形式

（一）古建筑木结构开裂

由于木材弦向、径向收缩系数不同，且内层和外层水分蒸发速度存在差异，在干燥过程中容易出现开裂现象。和钢材、混凝土等材料不同，木材是一种各向异性、非均质的天然高分子有机材料，所以，在温度和湿度的变化下，木构件结构裂缝会逐渐增大，导致有效截面减小，大大降低了构件的承载能力。

（二）古建筑木结构出现糟朽和虫蛀

木材的主要成分是一些昆虫和细菌的营养物质，如木质素、纤维素、可溶性多糖、盐类、半纤维素和蛋白质等其他化合物等，在适宜的湿度和温度下，细菌孢子会分泌酵素，从而分解吸收木材的主要成分，导致木材发生糟朽。我国南方地区，降水量较多，木材糟朽现象尤为常见。此外，一些昆虫以木材为食，如黄蜂、蛀木甲虫、天牛和白蚁等，食蛀木材，使木材虫蛀空洞、内部中空，从而使有效截面面积减小，降低了木材的承载能力，对整个构架安全造成严重影响。

（三）古建筑木结构弯曲变形和天然缺陷

由于承载力设计冗余不足，外力破坏和材料性能老化，长期荷载作用下，木构件出现弯曲变形现象，不仅影响建筑美观，还有可能导致建筑倒塌。此外，木结构古建筑中，许多木构件存在天然缺陷，如木节、斜纹等，一般情况下，可以正常工作，一旦受到其他因素影响，与其他残损点组合，就会产生安全问题。

二、古建筑木结构修复加固方法

（一）整体加固方法

当建筑各个构件错位、位移不大，整体构件变形较小，损坏程度较轻时，可以对木构件直接进行整体修复加固，不用拆换每个受力构件。这种加固方法能较好地保持古建筑原貌，且施工简便，成本较低。

当建筑主要承重构件完好，局部构件、建筑外观损坏严重时，可以不必拆落木构件，先复位发生扭转、倾斜的构件，更换或者加固一些受损严重的构件，再对木构件整体进行加固。

当建筑构架主要承重构件受损严重时，要局部或全部拆落木构件，同时要将受损严重的构件更换或加固，这种加固方法对古建筑的历史原貌有一定程度的改变。

（二）局部构件加固方法

当建筑梁枋或柱脚部分发生糟朽时，可采用石料、木料或鋼筋混凝土等来墩接加固，这种加固方法能最大限度地利用原构件，不需要整体拆除替换，但是原构件与墩接构件存在裂缝，对构件的整体性有一定影响，不正保证构件原貌。

当建筑构件表层出现干缩裂缝时，可采用环氧树脂、腻子、桐油灰等胶黏剂灌胶嵌补裂缝洞、孔，若裂缝较大，要先用木条嵌补，随后用胶黏剂，并用FRP或铁箍将裂缝区域箍紧。这种嵌补加固法只适合用于加固裂缝深度小于截面尺寸三分之一的损坏构件，且承载能力减弱。当建筑构件表层裂缝深度大于截面尺寸的三分之一或是贯穿纵向裂缝时，可以采用铁件箍紧构件，铁件能使构件的承载能力显著提高。需要注意防止铁件锈蚀，做好防锈措施，铁件发生锈蚀不仅降低约束作用，还对古建筑外观有严重的影响。

当建筑构件表层结构完整，柱或梁枋由于腐朽或虫蛀内部中空且完好厚度大于50mm时，可将朽烂部分清除后，灌入化学物质改性环氧树脂灌浆料加固;若中空部分较大，则需要先用木料填充后再灌入。此外，还可采用国内外近年来应用较多的FRP材料加固或是支顶加固。若木构件受损严重，只能更换新构件进行修复加固，要优先采用与原构件材质相同的新构件，若有困难，也要采用强度等级相同的木材代替原构件[2]。

三、结束语

中国古建筑木结构修复技术根植于中国独特的建筑结构特点和文化观念，由传统的房屋修缮技术逐渐演变而来。我国现存大量木结构古建筑，都存在不同状态、不同形态的损坏，必须要加固和修缮。总之，修复和加固过程中，要结合实际情况选择合适的材料和适当的方法，尽最大可能保持古建筑的历史文化风貌，做到真正的修旧如旧。

参考文献：

[1]何岩，冷冬.基于残损特点的古建筑木结构修复加固技术[J].居业，2016（11）：99-100.

[2]李爱群，周坤朋，王崇臣，解琳琳.中国古建筑木结构修复加固技术分析与展望[J].东南大学学报（自然科学版），2019，49（01）：195-206.

作者简介：高正超，西安市钟鼓楼博物馆;袁宇森，西安市钟鼓楼博物馆。