淺析“小式”木結(jié)構(gòu)古建筑檢測抽樣原則和檢測項目

摘 要：提出“小式”木結(jié)構(gòu)古建筑檢測的基本原則，從抽樣方案、檢測方法等方面闡述了確定檢測抽樣方法的原則，并從資料收集和現(xiàn)場踏勘、地基基礎(chǔ)檢測、木材缺陷與損傷檢測、木材力學(xué)性能檢測、結(jié)構(gòu)布置和整體變形檢測、承重構(gòu)件檢測、主要節(jié)點和連接檢測、圍護結(jié)構(gòu)檢測等檢測項目，從而探索研究“小式”木結(jié)構(gòu)古建筑檢測的相關(guān)內(nèi)容。

關(guān)鍵詞：“小式”木結(jié)構(gòu)古建筑；抽樣方法；檢測項目

中圖分類號：TU192 文獻標識碼：A 文章編號：2096-6903（2024）08-0074-03

0 引言

“小式”木結(jié)構(gòu)古建筑大多由于年久失修存在蟲蛀生物侵害、腐朽、嚴重開裂、變形錯位等問題，如果維修不當也會造成“破壞性修繕”，導(dǎo)致建筑物被破壞。如果遭遇地震、洪水、泥石流、山體滑坡等自然災(zāi)害或火災(zāi)、爆炸等人為損害，也會導(dǎo)致不可挽回的影響。

研究“小式”木結(jié)構(gòu)古建筑安全性檢測的基本原則，探索和建立“小式”木結(jié)構(gòu)古建筑安全性檢測的抽樣方法以及檢測項目，有利于提高“小式”木結(jié)構(gòu)古建筑的安全性能和抗震防災(zāi)能力。本文基于不帶斗拱、不超過七檁、僅設(shè)單檐的“小式”木結(jié)構(gòu)古建筑，如皇宮的次要建筑、王府、寺廟以及傳統(tǒng)民居等木結(jié)構(gòu)古建筑，研究其檢測抽樣方法和檢測內(nèi)容。

1 “小式”木結(jié)構(gòu)古建筑檢測的基本原則

1.1 檢測目的

“小式”木結(jié)構(gòu)古建筑檢測的主要目的是進行安全性評價，即結(jié)構(gòu)安全性與抗震性能鑒定。此外，還包括對古建筑大修前的可靠性鑒定、改變古建筑使用功能或增加樓（屋）面荷載前的鑒定、局部改造或擴建或加層前的鑒定、受到災(zāi)害或環(huán)境侵蝕如地震災(zāi)后鑒定等。這些鑒定工作的基礎(chǔ)和前提，是對被檢古建筑進行較全面的現(xiàn)狀質(zhì)量與構(gòu)件材料性能檢測，通過檢測為結(jié)構(gòu)安全性評價提供可靠的依據(jù)和結(jié)構(gòu)計算的參數(shù)[1]。

1.2 檢測對象和范圍

對“小式”木結(jié)構(gòu)古建筑檢測對象的了解，應(yīng)從現(xiàn)場調(diào)查入手，進行包括資料收集、現(xiàn)狀檢查和環(huán)境檢查在內(nèi)的前期調(diào)研準備工作。收集圖紙與施工材料，能夠在一定的范圍內(nèi)確定結(jié)構(gòu)的建設(shè)年代以及結(jié)構(gòu)的體系形成，還有結(jié)構(gòu)受到災(zāi)害影響次數(shù)與結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定維修加固次數(shù)等。采用現(xiàn)場勘查的方式，能夠進一步的掌握結(jié)構(gòu)的質(zhì)量情況，查看是否存在結(jié)構(gòu)損傷或地基不均勻下沉的情況。

在確定木結(jié)構(gòu)檢測目的以及方法的基礎(chǔ)上，需要委托檢測方能確定檢測的范圍。檢測的范圍要考慮專項檢測或者是局部檢測的方案，這些內(nèi)容都必須要在合同中標定出來，不能受人為干擾隨意調(diào)整。

2 “小式”木結(jié)構(gòu)古建筑檢測抽樣原則

2.1 抽樣方案

“小式”木結(jié)構(gòu)古建筑檢測的環(huán)節(jié)，主要了解主體結(jié)構(gòu)的安全性是否達到要求，掌握木結(jié)構(gòu)的運行狀況，其與現(xiàn)代建筑結(jié)構(gòu)的檢測基本相同。在檢測前，檢測人員對木結(jié)構(gòu)建筑進行全面分析，明確檢測項目要求、結(jié)構(gòu)、現(xiàn)狀等，并采用合理抽樣檢測方式提高檢測的效果。“小式”木結(jié)構(gòu)古建筑抽樣檢測后，對古建筑的情況進行綜合性評估，嚴格按照規(guī)范性要求展開檢測，以提高檢測的效果和精度。

“小式”木結(jié)構(gòu)古建筑開展檢測的環(huán)節(jié)，需加強構(gòu)件截面尺寸的檢測，了解結(jié)構(gòu)性是否符合要求。該環(huán)節(jié)檢測中并不是判定施工質(zhì)量，而是通過檢測對該古建筑的安全性作出精準評價。根據(jù)檢測結(jié)果進行分析，了解古建筑運行狀況，掌握其承載力參數(shù)，并結(jié)合檢測結(jié)果選用合適處理措施，防止古建筑結(jié)構(gòu)出現(xiàn)嚴重的損壞問題。因此“小式”木結(jié)構(gòu)古建筑在檢測的環(huán)節(jié)需重視結(jié)構(gòu)與構(gòu)件截面尺寸的偏差檢測，根據(jù)初步檢測結(jié)果掌握各結(jié)構(gòu)部件的跨度、開間尺寸，與截面相近的構(gòu)件進行檢驗批次劃分，并對每個批次進行抽樣檢測。其抽樣數(shù)量可按現(xiàn)行國家標準《建筑結(jié)構(gòu)檢測技術(shù)標準》GB/T 50344[2]規(guī)定的檢測類別為B類的要求確定。抽樣結(jié)束后對各項抽樣檢測數(shù)據(jù)進行分析，以便了解古建筑目前的運行狀態(tài)。檢測結(jié)束后利用統(tǒng)計學(xué)方法進行各項數(shù)據(jù)分析，比如平均值、方差、變異系數(shù)等，從而對古建筑的運行情況進行精準判定。

對于“小式” 結(jié)構(gòu)檢測的過程中，針對地基基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的檢測，木材缺陷結(jié)構(gòu)的檢測以及結(jié)構(gòu)受力等方面的檢測，都需要根據(jù)實際情況在明確各方面檢測標準的基礎(chǔ)上開展作業(yè)，如此在普查基礎(chǔ)的檢測方法運用時，也要把抽樣檢測的方法融入其中。

2.2 檢測方法

現(xiàn)行國家標準《建筑結(jié)構(gòu)檢測技術(shù)標準》GB/T 50344給出了建筑結(jié)構(gòu)檢測方法選擇的原則，是根據(jù)檢測項目、檢測目的、建筑結(jié)構(gòu)狀況和現(xiàn)場條件選擇相適宜的檢測方法，這些原則同樣適用于“小式”木結(jié)構(gòu)古建筑檢測。

不同的檢測項目內(nèi)容應(yīng)采用不同的檢測方法，應(yīng)根據(jù)檢測類別、檢測目的、檢測項目、結(jié)構(gòu)實際狀況和現(xiàn)場條件等，采用適合“小式”木結(jié)構(gòu)古建筑的檢測方法。如對于部分被墻體包裹、四周無法全部裸露在外的木柱，無法布置應(yīng)力波傳感器，只能以阻抗儀檢測內(nèi)部缺陷為主。對于未被墻體遮擋且具備四周完全裸露在外、方便布置應(yīng)力波傳感器的木柱，則可采用阻抗儀和應(yīng)力波儀聯(lián)合檢測的方法。

2.3 檢測批最小抽樣數(shù)量

對潭柘寺毗盧閣和東、西千佛殿、醇親王府南府中路后罩樓等5棟典型地上二層的“小式”古建筑木結(jié)構(gòu)，門頭溝區(qū)齋堂鎮(zhèn)靈水村6號院北房、114號院南房和東西配房，及醇親王府南府西路24號、20號、21號、17號、18號房和東路4號房等典型單層“小式”古建筑木結(jié)構(gòu)進行調(diào)查分析，對木構(gòu)件的數(shù)量進行統(tǒng)計。在此基礎(chǔ)上，按現(xiàn)行國家標準GB/T 50344關(guān)于檢測類別為B類的樣本最小抽樣數(shù)量的要求進行抽樣，具體抽樣數(shù)量列于表1。

從表1可以看出，“小式”古建筑木結(jié)構(gòu)可按樓層、構(gòu)件種類以及跨度、開間相同和截面相近的構(gòu)件劃分檢測批。具體結(jié)果如下：①對于地上二層的房屋，分別取第1層檐柱、第1層金柱、第2層檐柱、第2層金柱等主要抗側(cè)力構(gòu)件；第1層梁（枋）、第1層檁（枋）、第2層梁（枋）、第2層檁（枋）、主要梁柱節(jié)點等一般構(gòu)件，分別作為一個檢測批。②對于單層的房屋，分別取檐柱、金柱等主要抗側(cè)力構(gòu)件，梁（枋）、檁（枋）、主要梁柱節(jié)點等一般構(gòu)件，分別作為一個檢測批。

針對常見“小式”古建筑木結(jié)構(gòu)的面闊不超過7間和進深不超過3間以及木構(gòu)架形式，對于這類形成的各檢測批，按檢測批進行隨機抽樣的計量型最小樣本容量即檢測批的最小抽檢數(shù)量具體如下：①對于檐柱、金柱，3開間及以下的單層取2個，5開間的單層和3開間的二層每批取3個，7開間的單層和5開間及以上的二層每批取5個。②對于梁（枋），7開間以下的主要大梁取2個，7開間的主要大梁每批取3個，其他次要梁（枋）根據(jù)進深數(shù)不同取2～5個。③對于檁（枋），5開間以下的單層取3個，5開間的單層及3開間和5開間的二層的每批取5個，7開間單層和二層每批取8個。④對于主要梁柱節(jié)點，3開間以下的單層取2個，3開間的單層和二層每批取3個，5開間和7開間的單層和二層每批取5個。“小式”古建筑木結(jié)構(gòu)抽樣檢測檢測批的最小抽樣數(shù)量詳見表2。

3 “小式”木結(jié)構(gòu)古建筑檢測項目

3.1 資料收集和現(xiàn)場踏勘

“小式”木結(jié)構(gòu)古建筑現(xiàn)狀調(diào)查內(nèi)容包括資料收集、現(xiàn)場踏勘和周圍環(huán)境調(diào)查。收集的資料應(yīng)包括建造年代、維修情況、圖紙資料以及曾遭受過的自然災(zāi)害記錄等；現(xiàn)場踏勘內(nèi)容涵蓋地基基礎(chǔ)、主體結(jié)構(gòu)和圍護結(jié)構(gòu)，檢查其結(jié)構(gòu)布置、結(jié)構(gòu)整體性和結(jié)構(gòu)變形與損傷等；周圍環(huán)境調(diào)查應(yīng)包括地質(zhì)環(huán)境、臨水環(huán)境、所在場地的地震烈度、周圍區(qū)域是否有振動源影響等。

3.2 地基基礎(chǔ)檢測

“小式”木結(jié)構(gòu)古建筑地基基礎(chǔ)檢測項目主要包括資料查閱、補充勘查和開挖檢測等。當圖紙資料不足且基礎(chǔ)有損傷或雖然資料基本齊全但有懷疑時，應(yīng)開挖探坑對基礎(chǔ)類型、尺寸、埋深和材料強度等進行檢測，并檢查基礎(chǔ)變位、開裂、腐蝕和損傷情況。

3.3 木材缺陷與損傷檢測

對“小式”木結(jié)構(gòu)木材缺陷與探傷檢測過程中，主要的檢測對象包含有結(jié)構(gòu)外觀以及結(jié)構(gòu)內(nèi)部的檢查，外觀上主要有、腐蝕裂縫等情況。

在外觀缺陷與損傷普查基礎(chǔ)上，對木構(gòu)件內(nèi)部缺陷進行深層檢測， 包含有木結(jié)構(gòu)的變質(zhì)、裂縫、空洞等情況。根據(jù)缺陷的具體要求，利用抽樣檢查或者是全面普查的方法，先確定缺陷和損傷部位和范圍以及損傷性質(zhì)類別，并采用適合的內(nèi)部缺陷損傷的無損檢測方法詳細檢測[3]。

3.4 木材力學(xué)性能檢測

“小式”木結(jié)構(gòu)古建筑木材力學(xué)性能檢測主要包括抗彎強度、抗彎彈性模量、順紋抗剪強度、順紋抗壓強度等力學(xué)性能檢測。這些參數(shù)值可采用實驗室樹種鑒定的結(jié)果按設(shè)計規(guī)范取值，也可采用現(xiàn)場分析應(yīng)力波傳播速度和阻抗值，對木構(gòu)件的密度、強度（抗彎、抗壓）、彈性模量等通過標準給出的函數(shù)公式進行推導(dǎo)得出。

3.5 結(jié)構(gòu)布置和整體變形檢測

“小式”木結(jié)構(gòu)古建筑結(jié)構(gòu)布置和體系檢測，檢測指標包括軸線尺寸、層高等結(jié)構(gòu)的幾何尺寸。結(jié)構(gòu)整體變形檢測包括是否發(fā)生整體傾斜、位移、扭轉(zhuǎn)、整體沉降或不均勻沉降。在檢測中，采用水準檢測儀在基礎(chǔ)時的頂面位置做好相關(guān)高差的判斷，以此查看該結(jié)構(gòu)是否存在不均勻沉降的情況。

4 結(jié)束語

本文提出了“小式”木結(jié)構(gòu)古建筑檢測的基本原則、抽樣方法原則和檢測項目。按此原則和方法進行檢測，能較好地掌握“小式”木結(jié)構(gòu)古建筑涉及結(jié)構(gòu)安全與抗震性能的各項指標，為結(jié)構(gòu)性能鑒定和修繕加固處理提供可靠的技術(shù)依據(jù)。

參考文獻

[1] 張立群，巫恩海.木結(jié)構(gòu)古建筑的安全檢測與鑒定[J].建筑發(fā)展，2017（6）：821-822.

[2] GB/T 50344—2019，建筑結(jié)構(gòu)檢測技術(shù)標準[S].

[3] 侯艷芳，王鑫，侯婷婷，等.古建筑木結(jié)構(gòu)損傷檢測方法研究進展[J].粘接，2022，49（1）：123-126+130.