修复和加固古建筑结构有哪些措施?

中国古代建筑主要由木材、石材、砖、瓷砖组成,其中瓷砖应更换,石材强度和耐久性较好,砖砌体易产生脆碱、松散、闪光,木构件多见槽腐烂、蛀虫、开裂、弯曲闪光等损坏。以下是砖砌体和木构件中常用的几种加固措施和方法。


一、砌体的加固措施


(1)拆砌


当墙体碱腐蚀、松动、空鼓、弯曲闪光严重、裂缝明显时,不能通过凿子、挖掘和拆除进行维护时,应拆除重建筑。拆除危险墙体应尽可能按照原型、原材料、原工艺、原实践,使其外观、颜色、规模与原墙体协调。对于关键受力部位,必要时可采取新材料、新技术或增加圆梁等改进措施。


(2)灌浆加固


当墙体开裂、松散、空鼓严重,拆除工期长、不方便,不利于历史风格的保存时,可采用压力(低压)灌浆技术进行加固。灌浆材料一般采用水泥浆,或水泥、细砂、白灰膏混合物、环氧树脂等结构胶。


加固空鼓墙应在墙上钻600mm间距梅花斜孔。灌浆前,用高压气体清除砖缝中的灰尘和杂物。墙体应通过注水加强砂浆与砖的结合。对于墙体裂缝的加固,一般采用相对较薄的微膨胀浆,沿缝隙慢慢注入,使其渗透,同时应及时清理墙体浆液,以免损坏墙体外观,达到墙体表面修复抛光处理后的强度。


因地基原因造成墙体开裂的,应先处理地基,再修复墙体。


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  第1张


(3)扶壁柱法加固


当墙体稳定性和强度不足时,可采用混凝土支撑墙柱法进行加固。该方法一般用于墙内处理,不破坏外墙的原始外观。当前后屋檐墙外或内外墙无咬合时,应采用冲压法加固和增加支撑墙柱加固。


(4)钢筋网水泥砂浆加固


内墙或原粉尘墙的加固可采用钢筋网水泥砂浆加固,即将加固的墙两侧凿除粉尘或清洗,然后喷洒砂浆或细石混凝土。该方法可以大大提高砖墙的耐久性、抗刚度和墙体的延性。


二、木结构加固措施


(1)打正


该方法是将倾斜、扭转、拔榫的构件复位,然后整体加固,而不拆除木结构。一般情况下,可拆卸瓦面卸载的应卸载,榫卯处应松开木持和夹口。如果有铁件,应松开铁件;在矫正过程中,应根据实际情况进行分级调整,每次调整量不宜过大。拨正过程中如有异常,应立即停止,查明原因,清除故障后方可继续施工。构架的整体牮正应同时做好残损构件的修复和拔榫构件的归位。


(2)外包钢加固


当大框架部分构件拔榫时,可采用外包扁钢加固到位后的节点。扁钢应做成丁字形。对于分裂严重、腐烂严重的构件(一般缝宽大于30mm)普通的填充或清除维护是不够的。木条用耐水胶填充后,在损坏段增加2~3个扁钢箍或铁丝箍。夹角钢或扁钢可用于加固梁端腐烂或断裂严重且不方便更换的部件。


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  第2张


(3)木材夹接、托接方法加固梁


木梁人墙的支撑端容易腐烂、蛀虫等损坏。如果梁上下侧的损坏深度大于梁高的1/3,小于3/5,则可在计算后进行夹接。木夹板的截面和材料不得低于原梁,而应采用质地直、无木结、髓心的气干材料制成。当夹接施工困难时,可通过托接加固。


(4)钢拉杆加固


当梁梁构件的刚度或承载力不足时,如果发现断裂迹象或框架下弦的拉伸强度不足,可采用钢拉杆加固法加固(见图9、图10)。加固前,应确保木材构件材料完好,无腐烂和蛀虫。使用拉杆加固时应注意适当的张力。


(5)包镶法和墩接法加固柱


当柱脚周围的一半或一半以上表面腐烂,深度不超过柱径的1/5时,可采用包装镶嵌的方法,即根据凿子的深度、长度和柱弧度,在柱心周围制备包装镶嵌材料,使其与柱外径一样光滑圆润,然后用铁箍将包装镶嵌部分包裹牢固。


柱脚槽严重腐烂,但不超过柱高1/4时,可采用墩接法加固。常用的方法有:木墩、钢筋混凝土墩、石墩。


木墩接是先将凹槽部分去掉,然后根据其余部分选择墩接的榫卯样式,如巴掌榫、抄手榫等。


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(6)更换柱和辅柱


更换柱,俗称偷梁换柱,是指在不落架、不拆除与柱相关的构件和结构部分的前提下,用千斤顶或玉柱支撑梁梁,更换新柱。更换构件必须在条件允许的情况下进行。并非所有构件都不能落架更换。一般只有屋檐柱、旧屋檐柱等与其他构件穿插较少、结构简单的构件才能更换。


(7)新化学加固


采用新的化学灌浆加固工艺,也可以在不更换的情况下加固槽腐烂和虫蛀超过三分之一的部件,不落架大修。


(8)碳纤维布(CFRP)加固结构胶


碳纤维广泛应用于钢筋混凝土结构加固中,其重量轻、强度高、塑性好、耐腐蚀、耐久性好、施工性能优异、适用性好。基于这些性能,它实际上是不规则截面传统木构件加固的首选材料。


由于纤维布非常薄,钢筋木构件不影响外观,几乎不增加附加重量,可以取代传统钢筋法中的铁箍,不仅强度高得多,而且施工非常方便,不需要防腐处理,而且可以保护木材不受腐蚀。


如果用碳纤维布包裹化学灌浆填充木构件,其承载力可以大大提高。在木构件小裂缝的填充和填充中,结构胶、木屑等现代材料比传统的维护方法简单、快捷、有效。


(9)更换新构件


当木材构件严重腐烂、蛀虫、烧损或开裂,不能修复和加固时,可以考虑更换新构件(通常是拆卸和更换)。当原部件承载力不足,挠度超过标准限值,无法修复和加固时,应更换。


文物的价值在于它的存在。只有保存文物,才能体现其历史、艺术和科学的价值。因此,古建筑修复中的关键环节是加损坏严重的古建筑,延长其使用寿命。古建筑承载着中国悠久的传统文化,因此保护古建筑具有很高的现实意义。


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