第六章木結(jié)構的維修第一節(jié)一般規(guī)定第6.1.1條古建筑木結(jié)構及其相關工程的維修工作應在該建筑物法式勘查完成后方可進行。若因建筑物出現(xiàn)險情、急需搶修，可允許采取不破壞法式特征的臨時性排險加固措施。第6.1.2條古建筑的維修與加固應以結(jié)構可靠性的鑒定為依據(jù)，對每一殘損點凡經(jīng)鑒定確認需要處理者，應按不同的要求、分別輕重緩急予以妥善安排；凡屬情況惡化明顯影響結(jié)構安全者，應立即進行支頂或加固。第6.1.3條進行古建筑維修工作，應遵守下列規(guī)定：一、根據(jù)建筑物法式勘查報告進行現(xiàn)場校對，明確維修中應保持的法式特征；二、根據(jù)殘損情況勘查中測繪的全套現(xiàn)狀圖紙制訂周密的維修方案，并根據(jù)該建筑的文物保護級別完成規(guī)定的報批手續(xù)；三、對更換原有構件應持慎重態(tài)度，凡能修補加固的應設法最大限度地保留原件；凡必須更換的木構件應在隱蔽處注明更換的年、月、日；四、維修中換下的原物、原件不得擅自處理，應統(tǒng)一由文物主管部門處置；五、做好施工記錄，詳細測繪隱蔽結(jié)構的構造情況；維修加固的全套技術檔案應存檔備查；六、必須嚴格遵守施工程序和檢查驗收制度。第6.1.4條在維修古建筑過程中，若發(fā)現(xiàn)隱蔽結(jié)構的構造有嚴重缺陷或所處的環(huán)境條件存在著有害因素可能導致重新出現(xiàn)同樣問題應采取措施消除隱患第二節(jié)荷載第6.2.1條按本規(guī)范進行加固設計時，其荷載除按現(xiàn)行國家標準《建筑結(jié)構荷載規(guī)范》的規(guī)定執(zhí)行外，尚應遵守本節(jié)的規(guī)定。第6.2.2條對現(xiàn)行國家標準《建筑結(jié)構荷載規(guī)范》中未規(guī)定的永久荷載，可根據(jù)古建筑各部位構造和材料的不同情況，分別抽樣確定；每種情況的抽樣數(shù)不得少于5個、以其平均值的1.1倍作為該荷載的標準值。第6.2.3條對古建筑木結(jié)構的屋面，其水平投影面上的屋面均布活荷載可取0.7kN/m2；當施工荷載較大時，可按實際情采用。第6.2.4條驗算屋面木構件時，施工或檢修的集中荷載可取0.8kN，并以出現(xiàn)在最不利位置進行驗算。第6.2.5條基本風壓的重現(xiàn)期定為100年，基本風壓值可按現(xiàn)行國家標準《建筑結(jié)構荷載規(guī)范》中的基本風壓值乘以系數(shù)1.2。第6.2.6條當需確定地處山區(qū)的古建筑的基本風壓時，可按由山麓算起的風壓高度變化規(guī)律取現(xiàn)行國家標準《建筑結(jié)構荷載規(guī)范》中規(guī)定的風壓高度變化系數(shù)。第6.2.7條基本雪壓的重現(xiàn)期定為100年，基本雪壓值可按現(xiàn)行國家標準《建筑結(jié)構荷載規(guī)范》中的基本雪壓值乘以系數(shù)1.2。第6.2.8條當需確定地處山區(qū)的古建筑的基本雪壓時，可按實測資料確定；若無實測資料時，可采用本規(guī)范第6.2.7條確定的基本雪壓值再乘以系數(shù)1.2。第三節(jié)木材及膠粘劑第6.3.1條古建筑木結(jié)構承重構件的修復或更換應優(yōu)先采用與原構件相同的樹種木材；當確有困難時，也可按表6.3.1中選取強度等級不低于原構件的木材代替。常用針葉樹材強度等級表6.3.1-1強度等級組別適用樹種國產(chǎn)木材進口木材北美前蘇聯(lián)及歐洲其他國家及地區(qū)TC17A柏木海灣油松、長葉松————B東北落葉松細部落葉松歐洲赤松、落葉松——TC15A鐵杉、油杉短葉松、火炬松、花旗松(含海岸型)————B魚鱗云杉、西南云杉南部花旗松——南亞松TC13A側(cè)柏、建柏北美落葉松、西部鐵杉、太平洋銀冷杉歐洲云杉、海岸松——B紅皮云杉、麗江云杉、紅松、樟子松——蘇聯(lián)紅松新西蘭貝殼松TC11A西北云杉、新疆云杉東部云杉、東部鐵杉、白冷杉、西加云杉、北美黃松、巨冷杉西伯利亞松——B冷杉、杉木小干松————常用闊葉樹材強度等級表6.3.1-2強度等級適用樹種國產(chǎn)木材進口木材東南亞前蘇聯(lián)及歐洲其他國家及地區(qū)TB20櫟木、青岡、椆木門格里斯木、卡普木、沉水梢——綠心木、紫心木、孿葉豆、塔特布木TB17水曲柳、刺槐、械木——棟木達荷瑪木、薩佩萊木、苦油樹、毛羅藤黃TB15錐栗(栲木)、槐木、烏墨黃梅蘭蒂、梅薩瓦木水曲柳紅勞羅木TB13檫木、楠木、樟木深紅梅蘭蒂、淺紅梅蘭蒂————TB11榆木、苦楝——————第6.3.2條雕刻、高級內(nèi)檐裝修等精細小木作的維修，應采用原件樹種或采用紫檀、楠木、花梨、香紅木、紅椿、紅豆木、麻楝、加吉爾、坤甸、柚木、銀樺等性質(zhì)和外觀近似的木材制作。第6.3.3條修復或更換承重構件的木材，其材質(zhì)應與原件相同；若原件已殘毀、無以為憑，則應按本規(guī)范表6.3.3的材質(zhì)標準標選材。承重結(jié)構木材材質(zhì)標準表6.3.3項次缺陷名稱原木材等級方木材等級Ⅰ等材Ⅱ等材Ⅰ等材Ⅱ等材受壓構件或受彎構件受壓構件或次要受彎構件受壓構件或受彎構件受壓構件或次要受彎構件1腐朽不允許不允許不允許不允許2木節(jié)在構件任一面(或沿周長)任何150mm長度所有木節(jié)尺寸的總和不得大于所在面寬(或所在部位原木周長的)每個木節(jié)的最大尺寸不得大于所測部位原木周長的2/51/52/31/41/3——2/5——3斜紋任何1m材長上平均傾斜高度不得大于80mm120mm50mm80mm4裂縫1)在連接的受剪面上2)在連接部位的受剪面附近其裂縫深度有對面裂縫時用兩者之和不得大于不允許直徑的1/4不允許直徑的1/3不允許材寬的1/4不允許材寬的1/35生長輪(年輪)其平均寬度不得大于4mm4mm4mm4mm6蟲蛀不允許不允許不允許不允許注：①供制作斗栱的木材不得有木節(jié)和裂縫；②古建筑用材不允許有死節(jié)(包括松軟節(jié)和腐朽節(jié))；③木節(jié)尺寸按垂直于構件長度方向測理木節(jié)表現(xiàn)為條狀時在條狀的一面不量(圖6.3.3)直徑小于10mm的活節(jié)不量。圖6.3.3木節(jié)量法第6.3.4條用作承重構件或小木作工程的木材，使用前應經(jīng)干燥處理；含水率應符合下列規(guī)定：一、原木或方木構件，包括梁枋、柱、檁、椽等，不應大于于20%，為便測定原木和方木的含水率，可采用按表層檢測的方法；但其表層20mm深處的含水率不應大于16%；二、板材、斗栱及各種小木作，不應大于當?shù)氐哪静钠胶夂省５?.3.5條修復古建筑木結(jié)構構件使用的膠粘劑，應保證膠縫強度不低于被膠合木材的順紋抗剪和橫紋抗拉強度；膠粘劑的耐水性及耐久性，應與木構件的用途和使用年限相適應。第6.3.6條對易受潮的結(jié)構和外檐裝修工程應選用耐水性膠，如環(huán)氧樹脂膠、苯酚甲醛樹脂膠和間苯二酚樹脂膠等；對室內(nèi)正常溫度濕度條件下使用的非主要承重構件或內(nèi)檐裝修工程可采用中等耐水性膠，如尿素甲醛樹脂膠等或傳統(tǒng)使用的膘膠骨膠或皮膠等。第四節(jié)計算原則第6.4.1條古建筑木結(jié)構在維修、加固中，如有下列情況之一應進行結(jié)構驗算：一、有過度變形或產(chǎn)生局部破壞現(xiàn)象的構件和節(jié)點；二、維修加固后荷載受力條件有改變的結(jié)構和節(jié)點；三、重要承重結(jié)構的加固方案；四、需由構架本身承受水平荷載的無墻木構架建筑。第6.4.2條驗算古建筑木結(jié)構時，其木材設計強度和彈性模量應符合下列規(guī)定：一、按現(xiàn)行國家標準《木結(jié)構設計規(guī)范》的規(guī)定采用并乘結(jié)構重要性系數(shù),0.9；有特殊要求者另定；二、對外觀已顯著變形或木質(zhì)已老化的構件，尚應乘以表6.4.2考慮荷載長期作用和木質(zhì)老化影響的調(diào)整系數(shù)。考慮長期荷載作用和木質(zhì)老化的調(diào)整系數(shù)表6.4.2建筑物修建距今的時間(年)調(diào)整系數(shù)順紋抗壓設計強度抗彎和順紋抗剪設計強度強性模量和橫紋承壓設計強度1000.950.900.903000.850.800.85≥5000.750.700.75三、對僅以恒載作用驗算的構件尚應乘以現(xiàn)行國家標準《木結(jié)構設什規(guī)范中規(guī)定》的調(diào)整系數(shù)；四、驗算原件時，若其材質(zhì)完好且最大木節(jié)不大于20mm，其順紋設計強度可提高10%。第6.4.3條梁柱構件應按現(xiàn)行國家標準《木結(jié)構設計規(guī)范》的有關規(guī)定，驗算其承載能力并應遵守下列規(guī)定：一、當梁過度彎曲時，梁的有效跨度應按支座與梁的實際接觸情況確定，并應考慮支座傳力偏心對支承構件受力的影響；二、柱應按兩端鉸接計算，計算長度取側(cè)向支承間的距離；對截面尺寸有變化的柱可按中間截面尺寸驗算穩(wěn)定；三、若原有構件已部分缺損或腐朽，應按剩余的截面進行驗算。第6.4.4條古建筑中斗栱的各部件尺寸應按各時期的建筑法式確定，不作結(jié)構驗算；當維修中發(fā)現(xiàn)大斗原件被壓扁則應驗算新斗的橫紋承壓強度；橫紋承壓設計強度應按全表面橫紋承壓采用；若橫紋承壓強度不能滿足計算要求，宜改用硬質(zhì)木材或改性木材制作。第6.4.5條2根或2根以上木梁重疊承受上部荷載的疊合梁應按每一木梁的慣性矩分配每根木梁的荷載，按分配的荷載驗算各木梁的強度；若上木梁短于下木梁，則應考慮二木梁變形協(xié)調(diào)來計算上下木梁。第6.4.6條在古建筑木構架中，垂直荷載應由柱承受、墻體僅起穩(wěn)定結(jié)構和傳遞水平力的作用；對一般古建筑木結(jié)構可不進行水平荷載驗算，對無墻的木構架應考慮由構架本身承受水平力；若構架本身不能承受水平力應采取其他結(jié)構措施；對體型高大內(nèi)部空曠或結(jié)構特殊的木構架，若發(fā)現(xiàn)結(jié)構過度變形或有損壞，應專門研究確定其驗算方法。第五節(jié)木構架的整體維修與加固第6.5.1條木構架的整體維修與加固應根據(jù)其殘損程度分別采用下列的方法：一、落架大修即全部或局部拆落木構架，對殘損構件或殘損點逐個進行修整、更換殘損嚴重的構件，再重新安裝，并在安裝時進行整體加固；二、打牮撥正即在不拆落木構架的情況下，使傾斜扭轉(zhuǎn)拔榫的構件復位，再進行整體加固；對個別殘損嚴重的梁枋、斗栱、柱等，應同時進行更換或采取其他修補加固措施；三、修整加固即在不揭除瓦頂和不拆動構架的情況下，直接對木構架進行整體加固；這種方法適用于木構架變形較小、構件位移不大、不需打牮撥正的維修工程。第6.5.2條落架大修的工程應先揭除瓦頂，再由上而下分層拆落望板、椽、檁及梁架；在拆落過程中，應防止榫頭折斷或劈裂，并采取措施避免磨損木構件上的彩畫和墨書題記。第6.5.3條拆落木構架前，應先給所有擬拆落的構件編號并將構件編號標明在記錄圖紙上。第6.5.4條對拆下的構件，經(jīng)檢查確定需要更換或修補加固時，應按本規(guī)范第六章第六、七、八節(jié)有關條款執(zhí)行。第6.5.5條對木構架進行打牮撥正時，應先揭除瓦頂、拆下望板和部分椽并將擦端的榫卯縫隙清理干凈；如有加固鐵件應全部取下，對已嚴重殘損的檁、角梁、平身科斗栱等構件也應先行拆下。第6.5.6條木構架的打牮撥正應根據(jù)實際情況分次調(diào)整，每次調(diào)整量不宜過大；施工過程中若發(fā)現(xiàn)異常音響或出現(xiàn)其他未估計到的情況應立即停工，待查明原因清除故障后方可繼續(xù)施工。第6.5.7條對木構架進行整體加固應符合下列要求：一、加固方案不得改變原來的受力體系；二、對原來結(jié)構和構造的固有缺陷應采取有效措施予以消除，對所增設的連接件應設法加以隱蔽；三、對本應拆換的梁枋、柱，當其文物價值較高而必須保留時，可另加支柱；但另加的支柱應能易于識別；四、對任何整體加固措施，木構架中原有的連接件，包括椽、檁和構架間的連接件應全部保留，若有短缺時應重新補齊；五、加固所用材料的耐久性不應低于原有結(jié)構材料的耐久性。第6.5.8條木構架中，下列部位的榫卯連接構造較為薄弱；在整體加固時應根據(jù)結(jié)構構造的具體情況，采用適當形式的連接件予以錨固：一、柱與額枋連接處；二、檁端連接處；三、有外廊或周圍廊的木構架中抱頭梁或穿插枋與金柱的連接處；四、其他用半銀錠榫連接的部位。第6.5.9條對Ⅳ類建筑：若暫時不具備落架大修條件，可對木構架暫設支撐，使傾斜或扭轉(zhuǎn)不致繼續(xù)發(fā)展；但支撐系統(tǒng)應經(jīng)設計計算。第六節(jié)木柱第6.6.1條對木柱的干縮裂縫，當其深度不超過柱徑(或該方向截面尺寸)1/3時，可按下列嵌補方法進行修整一、當裂縫寬度不大于3mm時，可在柱的油飾或斷白過程中用膩子勾抹嚴實；二、當裂縫寬度在3~30mm時，可用木條嵌補并用耐水性膠粘劑粘牢；三、當裂縫寬度大于30mm時，除用木條以耐水性膠粘劑補嚴粘牢外，尚應在柱的開裂段內(nèi)加鐵箍2~3道；若柱的開裂段較長，則箍距不宜大于0.5m；鐵箍應嵌入柱內(nèi)，使其外皮與柱外皮齊平。第6.6.2條當干縮裂縫的深度超過本規(guī)范第6.6.1條規(guī)定的范圍或因構架傾斜、扭轉(zhuǎn)而造成柱身產(chǎn)生縱向裂縫時，須待構架整修復位后方可按本規(guī)范第6.6.1條第三款的方法進行處理；若裂縫處于柱的關鍵受力部位，則應根據(jù)具體情況采取加固措施或更換新柱。第6.6.3條對柱的受力裂縫和繼續(xù)開展的斜裂縫必須進行強度驗算，然后根據(jù)具體情況采取加固措施或更換新柱。第6.6.4條當木柱有不同程度的腐朽而需整修、加固時。可采用下列剔補或墩接的方法處理：一、當柱心完好、僅有表層腐朽且經(jīng)驗算剩余截面尚能滿足受力要求時，可將腐朽部分剔除干凈、經(jīng)防腐處理后用干燥木材、依原樣和原尺寸修補整齊，并用耐水性膠粘劑粘接；如系周圍剔補，尚需加設鐵箍2~3道；二、當柱腳腐朽嚴重，但自柱底面向上未超過柱高的時，可采用墩接柱腳的方法處理；墩接時，可根據(jù)腐朽的程度、部位和墩接材料，選用下列方法：1.用木料墩接先將腐朽部分剔除，再根據(jù)剩余部分選擇墩接的榫卯式樣，如巴掌榫、抄手榫等(圖6.4.4)。施工時，除應注意使墩接榫頭嚴密對縫外，還應加設鐵箍，鐵箍應嵌入柱內(nèi)；2.鋼筋混凝土墩接僅用于墻內(nèi)的不露明柱子，高度不得超過1m；柱徑應大于原柱徑200mm，并留出0.4~0.5m長的鋼板或角鋼、用螺栓將原構件夾牢；混凝土強度不應低于C25，在確定墩接柱的高度時，應考慮混凝土收縮率；3.石料墩接可用于柱腳腐朽部分高度小于200mm的柱；露明柱可將石料加工為小于原柱徑100mm的矮柱，周圍用厚木板包鑲釘牢并有與原柱接縫處加設鐵箍一道。第6.6.5條若木柱內(nèi)部腐朽、蛀空，但表層的完好厚度不小于50mm時，可采用高分子材料灌漿加固；其做法應符合本規(guī)范第6.9.1條的規(guī)定。第6.6.6條當木拄嚴重腐朽、蛀或開裂而不能采用修補、固方法處理時，考慮更換新柱；更換前應做好下列工作一、確定原柱高：若木柱已殘損，應從同類木柱中考證原來柱高；必要時，還應按照該建筑物創(chuàng)建時代的特征推定該類木柱的原來高度；二、復制要求：對需要更換的木柱應確定是否為原建時的舊物，若已為后代所更換、與原形制不同時，應按原形制復制；若確為原件，應按其式樣和尺寸復制；三、村料選擇應符合本規(guī)范本章第三節(jié)的要求。第6.6.7條在不拆落木構架的情況下墩接木柱時，必須用架子或其他支承物將柱和柱連接的梁枋等承重構件支頂牢固，以保證木柱懸空施工時的安全。第七節(jié)梁枋第6.7.1條當梁枋構件有不同程度的腐朽而需修補、加固時，應根據(jù)其承載能力的驗算結(jié)果采取不同的方法。若驗算表明其剩余截面面積尚能滿足使用要求時，可采用貼補的方法進行修復；貼補前應先將腐朽部分剔除干凈、經(jīng)防腐處理后，用干燥木材按所需形狀及尺寸以耐水性膠粘劑貼補嚴實，再用鐵箍或螺栓緊固；若驗算表明其承載能力已不能滿足使用要求時，則須更換構件；更換時，宜選用與原構件相同樹種的干燥木材并預先做好防腐處理。第6.7.2條對梁枋的干縮裂縫應按下列要求處理：一、當構件的水平裂縫深度(當有對面裂縫時用兩者之和)小于梁寬或梁直徑的1/4時，可采取嵌補的方法進行修整即先用木條和耐水性膠粘劑將縫隙嵌補粘結(jié)嚴實再用兩道以上鐵箍或玻璃鋼箍箍緊；二、若構件的裂縫深度超過上款的限值則應進行承載能力驗算若驗算結(jié)果能滿足受力要求仍可采用本條第一款的方法修整若不滿足受力要求時應按照本規(guī)范第條的方法進行處理。第6.7.3條當梁枋構件的撓度超過規(guī)定的限值或發(fā)現(xiàn)有斷裂跡象時，應按下列方法進行處理：一、在梁枋下面支頂立柱；二、更換構件；三、若條件允許可，在梁枋內(nèi)埋設型鋼或其他加固件。第6.7.4條對梁枋脫榫的維修應根據(jù)其發(fā)生原因采用下列修復方法：一、榫頭完整僅因柱傾斜而脫榫時，可先將柱撥正再用鐵件拉結(jié)榫卯；二、梁枋完整僅因榫頭腐朽斷裂而脫榫時，應先將破損部分剔除干凈，并在梁枋端部開卯口經(jīng)防腐處理后，用新制的硬木榫頭嵌入卯口內(nèi)；嵌接時，榫頭與原構件用耐水性膠粘劑粘牢、并用螺栓固緊；榫頭的截面尺寸及其與原構件嵌接的長度應按計算確定，并應在嵌接長度內(nèi)用玻璃鋼箍或兩道鐵箍箍緊。第6.7.5條對承椽枋的側(cè)向變形和椽尾翹起，應根據(jù)椽與承椽枋搭交方式的不同采用下列維修方法：一、椽尾搭在承椽枋上時(圖6.7.5a)，可在承椽枋上加一根壓椽枋，壓椽枋與承椽枋之間用兩個螺栓固緊；壓椽枋與額枋之間每開間用根矮柱支頂；二、椽尾嵌入承椽枋外側(cè)的椽窩時(圖6.7.5b)，可在椽底面附加一根枋木；枋與承椽枋用3個以上螺栓連接，椽尾用方頭釘釘在枋上。第6.7.6條角梁(仔角梁和老角梁)梁頭下垂和腐朽，或梁尾翹起和劈裂，應按下列方法進行處理：一、梁頭腐朽部分大于挑出長度1/5時，應更換構件；二、梁頭腐朽部分小于挑出長度1/5時，可根據(jù)腐朽情況另配新梁頭，并做成斜面搭接或刻榫對接；接合面應采用耐水性膠粘劑粘接牢固；對斜面搭接還應加兩個以上螺栓(圖6.7.6-1)或鐵箍加固。三、當梁尾劈裂時可采用膠粘劑粘接和鐵箍加固梁尾與檁條搭接處可用鐵件螺栓連接(圖6.7.6-2)四、仔角梁與老角梁應采用2個以上螺栓固緊。第八節(jié)斗栱第6.8.1條斗栱的維修應嚴格掌握尺度、形象和法式特征；添配昂嘴和雕刻構件時，應拓出原形象、制成樣板，經(jīng)核對后方可制作。第6.8.2條凡能整攢卸下的斗栱，應先在原位捆綁牢固、整攢輕卸、標出部位、堆放整齊。第6.8.3條維修斗栱時不得增加桿件；但對清代中晚期個別斗有結(jié)構不平衡的，可在斗栱后尾的隱蔽部位增加桿件補強；角科大斗有嚴重壓陷外傾，可在平板枋的搭角上加抹角枕墊。第6.8.4條斗栱中受彎構件的相對撓度如未超過時，均不需更換；當有變形引起的尺寸偏差時，可在小斗的腰上粘貼硬木墊，但不得放置活木片或楔塊。第6.8.5條為防止斗栱的構件位移，修繕斗栱時，應將小斗與栱間的暗銷補齊；暗銷的榫卯應嚴實。第6.8.6條對斗栱的殘損構件，凡能用膠粘劑粘接而不影響受力者，均不得更換。第九節(jié)梁枋柱的化學加固第6.9.1條木材內(nèi)部因蟲蛀或腐朽形成中空時，若柱表層完好厚度不小于50mm，可采用不飽和聚酯樹脂進行灌注加固。加固時應符合下列要求：一、應在柱中應力小的部位開孔；若通長中空時，可先在柱腳鑿方洞，洞寬不得大于120mm，再每隔500mm鑿一洞眼，直至中空的頂端；二、在灌注前應將朽爛木塊、碎屑清除干凈；三、柱中空直徑超過150mm時