近代砖木建筑遗产加固修缮研究

庞俊博、田必领

中建八局广西建设有限公司， 广西南宁 530012

摘要：我国历史文化悠久，近代砖木建筑工程建设非常多，其修缮工作也越来越受到重视。传统与现代修复加固技术的材料种类多、修复工艺特征不一，单一修复技术难以适配复杂开裂机理下木构件修复加固的多样性需求。同时，古建筑是有尊严的，携带大量历史信息的古建筑木构件开裂损伤的修复加固应以“整旧如旧”为前提。因此，本文首先分析加固改造工作注意事项，其次探讨加固修缮措施，为后期建筑保护提供重要工业依据。

关键词：砖木建筑遗产；价值评估；加固修缮

引言

如果将建筑视为人体，则结构就是建筑的骨骼，是建筑得以实现空间、功能和造型的基础。研究中国近代建筑结构特征对于研究中国建筑近代史具有重要意义，也是从技术视角对中国当代建筑研究的重要补充。

1加固改造工作注意事项

（1）已有建筑物可靠性鉴定：为加固改造提供设计资料，数据的完整性与真实性是加固设计正确合理与否的必要条件。设计单位应核实相关资料，否则所谓的加固设计不过是“无根之萍”“空中楼阁”。（2）结构加固改造方案：结构专业应提前介入建筑方案阶段，合理规避不必要的拆除或更换。合适的改造加固方案既可以保证工程的安全，又可以节省成本。（3）结构加固改造设计：包括被加固构件的承载力验算、构造处理和绘制施工图。须综合考虑新旧结构作用的协调性、整体性和连接做法。（4）施工组织设计：施工前应做好支护、卸载、配重等专项方案；应了解工程是否涉及不同产权方，研判其对加固施工的影响。

2加固修缮措施

2.1屋面修缮技术

屋面修缮时，首先卸除青灰色机平瓦，将屋面上生长的植物清除殆尽，将挂瓦条、油毡及木望板均拆除，清扫垃圾与灰尘；根据具体破损情况，选择修复或重铺木望板，对于已受潮腐朽的望板，可利用相同规格望板替换。防水层需重新设置，材料为双面自粘交叉层压膜高分子防水卷材，对瓦屋面重新铺设时，尽可能使用原有瓦片，按原规格与原色彩对破损开裂的瓦片进行定制替换，新旧瓦间杂铺设。全面整修屋面的金属檐沟，尽量保留历史原物，重新选用金属材质，按相同时期的样式定制复原。拆除全部后期更换的PVC雨水管，按金属构件予以恢复，涂抹防锈漆。

2.2古建筑木构件开裂现代修复加固技术

古建筑木构件的修复应尽量保存本体各历史时期有价值的结构、构件痕迹，以及使木材料构件继续在建筑物中作为一个承重结构的构件。为实现这一保护目标，针对木构件开裂的现代修复加固技术从材料和修复工艺上进行了多种类的交互比选。目前木构件开裂修复的技术方向主要有：化学材料填补修复法、金属材料补强加固法、FRP材料补强加固法等。

2.3运用有限元方法

采用钢板件和自攻螺钉对木构架进行拉结加固，工艺过程较为简便，且对木构架外观的影响较小。为节省加固材料、提高拉结效益，可根据古建筑的抗震设防要求，运用有限元方法进行地震作用下木构架的变形分析，确定重点加固的合理部位。

2.4屋顶结构

屋顶被称作建筑的“第五立面”，对建筑造型表达和建筑性格起着至关重要的作用。建筑屋顶采用双坡形式，即屋顶由两个倾斜屋面组成，并在最高点形成屋脊，两个倾斜屋面搭在檐墙上，由檐墙承重，但和传统建筑相比，屋顶相对于建筑的比例已大大缩小。桁架基本结构由两头搭建在承重墙上面的梁、梁正中央上的脊柱，以及两根侧面的脊柱共同构成，在此结构基础之上，有连接桁架的檐檩和脊檩，檩条上再搭椽子，上承屋面，所谓屋架依靠梁、柱、支臂形成稳定的三角结构去承受自重、风雨雪荷载。

2.5古建筑木构件防裂技术

针对古建筑木构件的开裂破坏，除在裂缝出现后采取一定的修复加固措施外，也可在木构件尚未出现裂缝前，采取一定的技术手段，对木构件进行预处理，使木构件开裂对建筑结构的影响降到最低。在古建筑传统施工做法中，修换木结构时，为预防由于木材开裂而对结构构成危害或隐患，会采取一定的防裂措施，如严格选料、干燥处理等。也有一些构造上的措施可以有效防止木构件开裂，如对于髓心位于横截面内的木材，可在表面锯出纵向槽口，在减少干缩裂缝或防止其扩展上具有一定的效果。在现代技术研究中，基于预防性保护理念的木构件防裂研究也取得了一定的进展。如使用组钉板安装在木构件端部预防开裂的机械固定法，以聚氨酯预聚体、硬制防裂剂、改性蜡油等材料涂抹在木构件端部预防开裂的表明涂覆法，以有机硅、甲基三甲氧基硅烷、六甲基二硅氧烷、乳糖醇和海藻糖混合水溶液等通过倾注或浸渍提高木材的疏水性，间接防止木材开裂的改性法等。其中代表性的如使用正硅酸乙酯和甲基三乙氧基硅烷混合通过溶胶凝胶法形成无机溶胶，再引入聚乙烯醇形成有机-无机混合溶胶，对木构件进行了浸渍修复，提升构件的疏水性、热稳定性和材料力学性能，通过增强木材自身骨架结构达到减少裂纹的作用，间接防止木材开裂，同时探究了对木构糟朽的修复效果。

2.6木构架变形控制的雀替式装置

装置中的铰链式钢板件由两块带螺孔的L形钢板件并列组成，以紧固螺栓为转轴结合成整体。在紧固螺栓和钢板件之间设耐磨垫片，通过调整紧固螺栓压紧耐磨垫片，可获得预定的转动摩阻力，以提高装置抵抗节点变形和耗散地震能量的性能。在2块L形钢板件的结合部位开限位螺栓孔并安装限位螺栓，以限定钢板件的相对转动。铰链式钢板件的转动角度可根据木构架的允许变形值预先设定，当木构架变形达到允许值时，铰链式钢板件转动到位，对节点的变形起到限制作用。每一覆盖面的仿雀替式木板件由2块雀替式木板拼成，用木螺钉分别固定在2块L形钢板件上，可随钢板件相对转动。在地震作用下木构架节点部位变形时，铰链式钢板件转动并带动仿雀替木板件发生相对于枋柱的位移，由此可测量到节点部位枋柱的变形值。

2.7连续热镀锌和锌合金镀层钢板

连续热镀锌和锌合金镀层钢板，具有较好的力学与抗腐蚀性能，可延长加固件的使用年限。为降低钢板件对榫卯节点转动性能的影响，应在满足拉结要求的前提下尽量减少钢板件的厚度;可通过相应的节点模型试验，建立钢板件厚度与榫卯节点转动耗能的关系，优选安全适用的钢板件尺寸。

2.8建筑细部构造

围绕着院落的廊架，起到联系庭院与室内房屋的作用，与中国传统四合院中檐廊的设计有异曲同工之处。建筑采用的廊架形式为斜撑式廊架，在一定程度上受德国简易样式的影响，并且三角形支撑较为稳固，主要由木质走台、台撑、廊柱、档杆、檐坊、雀替、屋顶等组成，主要做法为一层牛腿斜撑支撑上外面外廊楼板，楼板上方的廊柱与檐坊之间用斜向支架支撑，以形成稳固的三角形的支撑样式，廊柱上方的檐坊，由屋檐延长出来，置在廊柱相接的昂上。建筑廊架采用木材，并涂以红漆，栏杆采用绿色漆面木扶手，颜色明快大胆，极具传统建筑韵味。

结语

对于近代砖木建筑遗产的保护，应当兼顾历史风貌和结构安全的双重要求，制定相应的加固修缮方案。应根据不同风化破损程度采用不同修补方法修补清水砖墙，采用与原色相同的白灰勾缝修补；木屋架、木檩条和木格栅应根据不同承载力，采用粘贴碳纤维布或增大截面法的方法对其进行加固；建议采用内侧填充单面钢筋网聚合物砂浆法来加固外墙，采用双面填充钢筋网聚合物砂浆法加固内墙等；混凝土构件应根据残缺程度不同，采用不同的加固修缮方法，如裂缝注胶修复、聚合物砂浆修补、粘贴碳纤维布加固、外包钢加固或原位置换法等。

参考文献

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