1、徽派古建筑结构加固与保护对策研究摘 要：通过对徽派古建筑的结构特征及其现状的综合分析，揭示其受力机理。并探求科学合理的结构加固方法，更好地保护现存徽派古建筑，使之能够更久远地流传下去。 /2/view-13087808.htm关键词：徽派古建筑；结构加固；受力机理0引言中国传统建筑多是由木构件梁柱组成骨架1。因其历史悠久、数量众多、结构合理、工艺复杂、文化内涵丰富，而在世界建筑中占有着重要地位。徽派古建筑是中国古代建筑中的一颗璀璨明珠，是徽州文化研究的重要对象之一。徽派古建筑以木结构为主，有着悠久的历史和重要的文化价值，但许多现存的古建筑使用年限已久，结构毁损严重，因此探求针对木结构的科学合理2、的加固方法对徽派古建筑的保护与传承意义十分重大。1徽派古建筑的结构特征徽派古建筑以其独特的结构与形式而著称于世，其特征主要体现在它是以砖、木、石为原料，以柱、枋、梁、檩、椽等构件组成的木结构建筑。徽派古建筑结构有别于现代的钢结构，钢筋混凝土结构，也有别于用铁钉连接的近代木结构，而是采用榫卯连接的方式，这是一项伟大的技术创造，也是确保木结构建筑具有良好受力性能的关键措施之一。徽派古建筑是以木构架为主而发展的，其结构可视为一种梁柱结构体系。梁架多用料粗大，且注重装饰，其横梁中部略微拱起，故民间俗称为“冬瓜梁”，两端雕出扁圆形或圆形花纹，中段常雕有多种图案，通体显得恢宏、华丽、壮美。柱子用料也很粗大3、，上部稍细。明代的柱子通常为梭形。梁、柱、叉手、霸拳、雀替、斜撑、斗?淼却蠖冀?行镂雕加工。梁架构件的巧妙组合不但受力极为合理而且造型亦美观大方，真正达到了技术与艺术的完美融合的境地，带给人极其强烈的视觉冲击力和艺术感染力。2徽派古建筑的现状2.1白蚁侵害皖南地区属于亚热带季风气候，其温度、湿度都非常适宜白蚁的生长繁殖，而白蚁喜啃噬木材。整个皖南地区徽派古建筑几乎全部都是木结构，正是白蚁眼中的美食。粗略统计，九成以上的徽派古建筑正在遭受蚁害，对于古建筑危害最大的就是白蚁。白蚁分泌的酸性物质，连钢筋水泥都能侵蚀，一栋完好的古建筑，如果不加防治，两三年就可能被蛀空。原来表面上看似完好无损的梁柱，其4、实里面早已经腐朽不堪。调查显示，黟县古民居建筑90%左右存在蚁患。黟县白蚁防治所近期对世界文化遗产地西递、宏村等古民居建筑遭受白蚁危害情况进行了一次摸底调查。对西递村124户古民居建筑抽样调查60户，有58户古民居建筑遭受白蚁危害，危害率为97%。宏村137户古民居建筑抽样调查61户，有57户古民居建筑遭受白蚁危害，危害率为92%。凶猛白蚁，成为整个皖南地区徽派古建筑群生存的最大杀手！由于白蚁超强的繁殖能力，重复投药部分灭治也很难达到根治效果。2.2流失外地和人为破坏近年来大量徽派古建筑因种种原因悄悄失踪，据安徽日报2007年05月15日报道，正在建设中的上海某生态休闲园，从黄山市境内整体“搬5、走”了12幢徽古派建筑。楚天都市报2010年02月05报道， 10多栋从安徽南部地区整体搬迁而来的徽派古建筑，有气派威严的官厅、文气十足的书院、古色古香的戏台等集中安家青山区严西湖畔的李园。这种民间出资搬移古建筑进行保护的方式并不可取，“橘生淮南则为橘，生于淮北则为枳，叶徙相似，其实味不同”的道理我们都懂，这些古建筑一旦离开徽州大地的历史风俗背景，也就失去了生命力。黄山市一位多年从事古建筑保护的专家根据多年的调查表示，长三角地区一些大城市的房地产开发商，正在大肆收购徽派古民居构件用于装饰私人别墅庭院，这已经是公开的秘密，而且数量每年不下100幢。另外还有些情况是，有些商人低价价向居民收购这些老6、建筑。但他们看中的只是那些木雕、砖雕和石雕，很多人直接拆了下来就拿去古玩市场高价出售，有的则拿了回去装饰别墅，这种“买椟还珠”的行为实在是对徽派古建筑的一种极大破坏。2007年5月初，黄山市社科联经过调查发现，黄山市境内现有1022个古村落、6079幢古民居，这些古民居目前正以每年5%的速度递减。面对这些触目惊心的数字，我们不禁要问徽州古建筑谁来保护？如何保护？3 徽派古建筑的结构加固3.1结构加固的意义徽派古建筑保护是一项非常重要的工作。我们探索科学有效的结构加固方法也是在为徽派古建筑保护出力。从前文徽派古建筑的现状分析来看，由于白蚁繁殖能力强，每两年就必须重复投药，部分灭治也只能是治标不治7、本，达不到根治效果。一栋完好的古建筑，两三年就可能被蛀空而倒塌。(图1)我们只有及时采取结构加固修复手段，才能从根本上起到保护的目的。而每年数目惊人的整栋整栋徽派古建筑流失也让人心痛，这是徽文化资源的流失。据了解，只所以造成大量徽派古建筑流失外地的原因，一方面是徽派古建筑以其独特的不可再生特色吸引了众多建筑商、民间收藏者，大到整幢搬迁，小到构件收藏。另一方面宪法又规定保护私有财产，古建筑所有权人有权对其进行“处置”，大量徽派古建筑由于年久失修，有的濒临倒塌，有的需要翻建。 (图2) 但他们宁可拿来钱盖新楼也不想要这些旧楼，这也是为何徽派民居每年减少的原因。如果我们能对这些老建筑实施结构加固保护8、，又针对现代人生活居住的要求进行改造而加以再利用，这无疑是避免徽派古建筑流失外地，实施就地保护利用的最好办法，也就可以有效遏制徽派古建筑遭异地收购的现象发生。因此探求针对木结构的科学合理的加固方法对徽派古建筑的保护与传承意义十分重大。3.2结构加固方法徽派古建筑结构是以木结构为主的结构体系。这是因为木材具有良好的抗弯、抗压、抗震、易于加工和维修等众多优点。然而,由于木材徐变大、弹性模量小等缺点，也使得木结构构件在长时间使用后会出现不同的破坏症状，如开裂、糟朽、挠度及拔榫等。2从而使其承载能力降低而产生一定的结构安全隐患。为此，我们综合比较近年来在结构加固领域所进行的研究成果和各种加固方法，试图9、找到适合对危旧徽派古建筑木梁、柱进行维修和加固，恢复其结构性能的有效方法，对有历史文物价值的徽派古建筑修旧如旧，就地保护。3.2.1碳纤维复合材料（CFRP）法加固木材具有易开裂的特点，使用多年的古建筑中木柱普遍存在裂缝。木结构设计规范（GB50005-2003）3通过规定木柱的材质等级来限制开裂对木柱性能的不利影响，但这并不能解决在役木柱使用后出现裂缝的不利影响。另外，对木材材质等级的限制也降低了木材的利用效率，造成木材资源的极大浪费。最近几年CFRP在木结构维修加固领域得到越来越多的发展4。文5- 7分别进行了CFRP加固圆木柱的实验研究，研究参数包括木材种类、圆柱直径、CFRP粘贴数量和10、纤维方向等。研究结果表明粘贴CFRP布加固后圆木柱的受压承载力可提高10%-33%；同时，水平向CFRP布可有效约束木柱的横向变形，使其延性得到明显改善。文8进行了粘贴CFRP布加固长木柱（200*200*3600）的对比实验研究，加固后长木柱的受压承载力提高了35%-53.2%，且CFRP布能有效约束长木柱的局部缺陷。文9针对在役木柱容易开裂的特点，进行开裂短方木柱（90*90*250）粘贴水平CFRP布的实验研究，在粘贴水平CFRP布加固后，试件整个截面的受力趋于均匀，其破坏形态由开裂试件的偏压破坏转变为轴压破坏，试件的极限承载力及延性系数均较开裂试件有明显提高。 3.2.2纤维增强塑料(11、FRP)法加固随着新材料的不断出现，新的结构加固方法也不断推出，今年来纤维增强塑料(FRP)在木结构维修加固领域也得到越来越多的发展。文10对纤维材料加固木柱的试验研究表明，碳纤维布和玻璃纤维布均能提高木柱强度。用FRP单独横向加固木柱，在试验范围内木柱强度可提高50%；全裹和间隔裹均能起到加固提高木柱强度的作用。单用纵向FRP加固木柱不能提高其强度，增加横向FRP约束后，加固效果则非常明显，木柱强度提高也可达50%。文11对古建筑榫卯节点加固试验研究，从对试验结果分析看，榫卯节点采用FRP布和扁钢加固后都取得了良好的效果。通过对加固前后榫卯节点进行受力机理分析，结合试验得到节点承载力计算方法12、，为古建筑的加固提供了理论依据。4 总结徽派古建筑历经风雨洗礼保存至今，蕴含了徽州文化的精髓，是祖先留给我们的宝贵遗产，但许多保留下来的木结构古建筑由于年代久远，结构破残损严重，需要及时进行有效的加固维修工作进行保护。为了更好地保护利用它们，我们既要做到不破坏其原有的历史文化信息，又要使其结构残损部位得到有效的加固修复，才能使这些徽派古建筑而长久地传承下去。通过分析国内一些专家学者对木构件的各种加固方法的研究成果，我们发现采取适当的加固方法均可有效提高木结构受力性能，有些加固方法仍然存在不足之处，如对加固后的木结构的耐久性研究还不够深入，选用这些方法进行徽派古建筑的结构加固修复还应该进行进一步13、的研究。除此之外我们还可以尝试其他的方法如采用墩接法加固柱根，采用嵌补法加固开裂构件，采用铁件加固法加固榫卯节点或裂缝较大构件，采用支顶加固法改善木梁弯曲受力状况，采用化学加固法对结构进行防腐加固等。随着科技发展，还会有更经济、有效的加固方法用于徽派古建筑木结构保护中。参考文献：1 梁思成.图像中国建筑史M.北京:百花文艺出版社,2001.2 周乾，闫维明，李振宝，纪金豹. 古建筑木结构加固方法研究J.工程抗震与加固改造，2009，31（1）：84-90.3 GB50005-2003木结构设计规范S.4 许清风，朱雷. FRP加固木结构的研究进展J.工业建筑，2007，37（9）：104-1014、8.5 张大照. CFRP布加固修复木柱梁性能研究D.上海：同济大学，2003.6 马建勋，胡平，蒋湘闽，等. 碳纤维布加固木柱轴心受压性能试验研究J.工业建筑，2005，35（8）：40-44.7 周钟宏，刘伟庆. 碳纤维布加固木柱的轴心受压试验研究J.工程抗震与加固改造，2006，28（3）：44-48.8 许清风，李向民，朱雷，等. 旧长木柱加固方法的试验研究J.工程加固，2007（4）：10-13.9 朱雷，许清风，戴广海，等. CFRP加固开裂短木柱性能的试验研究J.建筑结构，2009（11）：101-103.10 魏洋，张敏，蒋语楣，等.纤维材料加固木柱的试验研究J.建筑结构，2015、09（11）：104-106.11 于业栓. 古建筑榫卯节点加固试验研究D. 西安：西安建筑科技大学，2006.The emblem sends the historic building structural strengthening and protects countermeasure researchXing Kaifeng 1,2, Huang Shenjiang 1(1. Hefei university of technology construction and hydraulic engineering institute, Anhui Hefei 230009; 2. H16、uangshan university department of architecture, Anhui Huangshan 245041)Abstract: Accept force mechanism by sending the historic building structure characteristic and their current situation comprehensive analysis , announcing to the person to the emblem. And seek rational structural strengthening of science method, protecting the extant emblem better sends a historic building , makes that be able to circulate down more remote.Key words: The emblem sends a historic building; Structural strengthening; Accept force mechanism