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技术知识

古建物加固技术

标签:[db:TAG]    浏览次数:     时间:2017-11-30 10:29:44

1前言

文物古建是人类在历史发展过程中遗留下来的宝贵历史文化遗产,因其具有特殊的历史价值、科学价值、艺术价值而弥足珍贵,成为人们追溯历史、传承创新的根本依托,需要很好地保护和修缮、因此,如何科学地进行古建筑修复,让其延年益寿,更长久的保存于世的问题摆在了我们的面前,而且古建筑的保护修缮任务艰巨,我们要严格执行文物保护法和有关法律法规,按照“保护为主、抢救第一”的要求,做到“有效保护,合理利用,加强管理”。对古建筑的保养和维修,目的是要利用科学技术的方法防止其损毁,更要最大限度地保存历史、艺术、科学的价值。如果因为修缮工作而损坏了它原有的价值,那么修缮就毫无意义了。所以,古建筑修缮工程一定要保存古建筑原有的价值。

我们对文物古建的修缮加固技术进行了有益的总结和传承创新。

2古建上部加固技术

中国的传统古建大多采用的砖木石瓦等材料体系,因为木结构的榫卯柔性连接方式,可续的耗能减震效果使其成为世界建筑史上的一朵奇葩,但历经沧桑也出现了各种各样的病害,需要加固修复,才能焕发活力重现异彩。

2.1木结构的常用加固方法

1) 落架大修

全部或局部拆落木构架,对残损构件或残损点逐个进行修整,更换残损严重的构件,再重新安装,并在安装时进行整体加固。

2) 打牮拨正

即在不拆落木构架的情况下,使倾斜、扭转、拔榫的构件复位,再进行整体加固。对个别残损严重的梁枋、斗拱、柱等应同时进行更换或采取其他修补加固措施。

3) 修整加固

即在不揭除瓦顶和不拆动构架的情况下,直接对木构件进行整体加固。这种方法适用于木构架变形较小、构件位移不大、不需打牮拨正的维修工程。

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2.2木结构主要构件的修整加固

1) 木柱的加固

因柱子是其结构体系中的主要承重构件,由于其木质易受干湿温度变化的影响,柱底有劈裂、糟朽现象。

对那种表皮糟朽柱心完好的柱子加固,将腐朽部分剔除干净,经防腐处理后,用干燥木材依照原样和原尺寸修补整齐,并用耐水性胶粘剂粘接,如系周围剔补,需加设铁箍2~3道。

而对于劈裂现象,轻微的则采用环氧树脂腻子嵌补或外套铁箍固定方式加固,稍全的也可以采用化学注浆加固,以及采用剔补墩接等传统工艺加固。对非常严重的则采用 抽换新柱或者增设钢柱斜撑及木柱芯抽换钢柱加固。

针对木梁的劈裂,一般采用铁箍加固、木梁嵌补及梁缝注浆的加固方式。

针对木梁的受弯变形问题,一般采用支顶柱子、更换木梁、加砌隔墙等方法加固,也可采用增加附梁或增加桁条和“八”字形斜撑等方式小跨度的方式解决,以及绑接,增设钢拉杆等方式解决。

针对梁枋的脱榫现象,如因柱倾脱榫,可先扶柱再用铁件拉结榫卯。如因榫头腐朽、断裂、脱榫,则可先剔除旧榫头,嵌接新榫头,并用黏结剂和螺栓固定。

针对角梁的加固,如果出现梁头腐蚀或更换构件,新作梁头并用胶粘剂黏结和螺栓、铁箍加固。如果出现梁尾劈裂,也可采用粘胶剂配合铁箍加固,梁尾与檩条搭接处用铁件螺栓连接。

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3) 石材加固

石材的主要方法:剔补、支撑、更换、钢箍连接、胶料黏结、拆除重砌等形式。

4) 砖砌墙体加固

砖墙或砖柱的加固方式有:

(1) 砌法,拆砌外皮,拆砌归正;

(2) 剔凿挖补;

(3) 墙面抹灰;

(4) 钢筋(丝)网片配聚合物(水泥)砂浆面层;

(5) 外包型钢;

(6) 外加预应力撑杆;

(7) 增设扶壁柱;

(8) 增设构造柱和圈梁。

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注:外墙需表面打磨30mm厚,粘布后用砖片粘贴恢复原样

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对于砖砌墙体的裂缝处理有嵌补植缝法、压力注浆法、外加网片法、置换法。

5) 屋架加固

历史建筑木屋架的加固方法主要为构件加固和节点加固两种方式:

(1) 构件加固

当屋架中个别构件强度或稳定性不足,以致影响整个屋架承载能力时,或者使用旧料制作的屋架,构件留有孔眼削弱截面面积时,可采取构件加固的方法。

受弯构件,上弦个别地方出现断裂迹象,其他部分完好,可采取局部加木夹板并以螺栓连接的加固方法。

受拉构件,可采取局部加木夹板加固方法或用钢拉杆加固。

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图8 屋架构件加固

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(2) 节点加固

屋架端节点不够牢固安全,特别对头子腐烂、蛀蚀等损坏,可用钢板、螺栓、圆钢、三角硬木板等加固。

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端节点下弦损坏加固,腐朽部分锯掉换上新的下弦头子,再用木夹板或两对刚夹板螺栓加固。端节点上、下弦损坏加固,严重腐朽,损坏长度较大时,可将腐朽部分全部锯掉,换上新的上、下弦头子,再加木夹板或刚夹板螺栓固定。屋架端节点受剪范围内出现危险性的裂缝时,可用以下几种方法加固:

① 局部加固,即在附近完好部位设木夹板,再用四根钢拉杆与设在端部抵承角钢连接,如有必要可用铁箍箍紧受剪面,使裂缝不继续发展;

② 采用钢串杆和钢夹板等加固。

6) 木楼盖加固修复

木搁栅或木大料在支撑点易产生腐朽、蛀蚀等损坏。根据损坏的程度,主要可分为修补和接头子两种。

(1) 修补梁头子

支承点主要承受全梁剪力,头子处弯矩很小。如腐朽损坏在两头两侧,其深度不超过梁宽的1/2时,斩除腐朽部分,用木材镶平,钉合。损坏在梁的上、下侧,深度不大于梁高的1/3,可将下口斩成标准斜口,用硬木板垫高做平,不需加固。

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(2) 接换梁头子

如果梁两侧损坏深度大于梁宽1/2,一般需接换梁头。如果梁上、下侧损坏深度大于梁高的1/3,应经计算后夹接。如损坏深度大于3/5,必须另行接换梁头。接换梁头时,先将木梁临时支撑,然后锯去其损坏部分,采用夹接、托接、钢箍绑扎。

3砌体结构基础加固

基础加固主要有两大类:

1) 提高地基承载力、基底压力和基础变形为目的加固,其方式有灌浆、基础扩大截面、基础加梁、锚杆桩、灌注桩、树根桩、石灰桩。

2) 对产生沉降倾斜的建筑,纠偏为目的加固,即灌注、掏土抽水、迫降等。

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4工程实例4.1庙素斋楼修缮工程

素斋楼位于昆明路101号,建筑面积1068m2,为区级文保单位,三层框架结构,因其外立面风格与寺庙主体建筑不协调,加之需新增使用功能,故进行整体加固改造。主要内容有:

1) 外立面二、三层悬挑板切割;

2) 立面新增电梯机房;

3) 原顶层钢桁梁拆除再做木屋架;

4) 基础增大截面加固、新增基础梁加固;

5) 墙体钢筋网片加固;

6) 增设构造柱圈梁;

7) 短肢墙,钢加固;

8) 两地粘钢加固;

9) 柱增大截面加固;

10) 梁、板碳纤维加固。

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