鐵件加固技術在古建筑木結構中應用研究

周 乾,閆維明

(1.北京工業大學工程抗震與結構診治北京市重點實驗室,北京100124;2.故宮博物院,北京 100009)

我國的古建筑主要以木材為原料建造而成。千百年來,它們能夠歷經各種自然災害而完整保存下來,這與木材良好的抗彎、抗壓及抗震性能密切相關。然而,由于木材又有徐變大、彈性模量低、易老化變形等缺點,這使得在外力作用下古建筑容易產生各種破壞,如梁架變形、梁柱開裂、節點拔榫等,因此需要進行加固。鐵件材料由于具有體積小、強度高等優點,因而自古以來便成為古建筑木結構加固的主要技術手段。

不少文獻對鐵件加固古建筑木結構的技術進行了探討,如文獻[1]對故宮太和殿某梁架榫頭下沉的原因進行了分析,提出了采用鐵件+木支撐進行支頂的方案;文獻[2]以四川省某古建筑為例,研究了汶川地震作用下該古建筑采用馬口鐵加固后的抗震性能;文獻[3]對扁鐵加固榫卯節點技術進行了試驗論證并肯定了加固效果;文獻[4]對應縣木塔普柏枋和梁袱節點殘損機理進行了分析,提出“插筋法”增強古建筑木構件的橫紋局壓承載力的技術。然而,關于鐵件加固技術在古建筑木結構的具體分類,以及技術存在的優缺點,相關研究甚少。基于此,本文將對鐵件加固技術在古建筑木結構的應用進行歸納分析,并提出相關建議,為古建筑保護提供理論參考。

1 加固技術分類

基于工程勘查經驗及相關文獻成果,古建筑木結構采用的鐵件加固技術大致可分為如下4類。……