CN105888290B - 古建筑木结构构件修缮施工方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种古建筑木结构构件修缮施工方法，具体步骤为：1)勘查校核；2)材料选用；3)确定修缮范围；4)防腐处理；5)修缮方法。本发明针对古建筑木构件存在的腐朽、虫蛀、裂缝、斜纹、扭纹、死节和榫卯结合不紧密等缺陷，对古建筑木构件修缮所提出的才、勘查复核内容、选材要求、修缮范围、防腐处理方法，以及关键性缺陷修缮方法，经上海某古民居迁改建工程实践，材料选用要求、修缮范围、防腐处理和修缮方法等体会，能达到古建筑木结构修缮修旧如旧，保持原有建筑形制、构造刚柔、材料生态等传统建筑特征，以存其故，延年益寿，并添加现代元素之目的，取得了良好效果，为古建筑木构件修缮积累了经验，并可供同类工程建设借鉴。
Description
技术领域
本发明涉及一种古建筑木结构，尤其是一种古建筑木结构构件修缮施工方法。
背景技术
古建筑乃中国民族文化的重要组成部分、中华民族的瑰宝。全国现存各类古建筑和优秀保护建筑八万余处，在国家级重点文物保护单位中，古建筑占46％左右。而木柱、梁、枋、檩条和椽子等木构件构成了古建筑的骨架，承担着垂直、水平及地震荷载。但是长期以来，诸多古建筑遭遇着年久失修、保护不力、日晒雨淋、风化残损及虫蛀菌腐等境况。如何加快、加强修缮古建筑，已成为政府和社会各方刻不容缓的任务。笔者本着修缮古建应“修旧如旧、以存其故，并延年益寿，同时添加现代元素”之理念，尽力忠于原有的建筑形制、空间格局、构造刚柔、装饰古朴及材料生态等传统建筑特征，结合江西明清传统民居迁改建于沪某工程建设实践，对古建筑木结构构件修缮的勘查、校核、范围、选材、除虫防腐、修理方法等方面综述于后。
如上海工程占地面积约186,000平方米，总建筑面积约83,500平方米，其中地上建筑面积约49,000平方米，地下建筑面积约34,500平方米。除新建酒店，别墅地上建筑面积哦34,000平方米，另有将江西已被拆下的明清传统民居32栋迁改建而成的办公建筑，地上建筑面积约15,000平方米，按单元院落式布局。单栋平面由二井或三井组成，地上一层，增设地下室一层，地上建筑面积450～600平方米。地上一层为木结构，由木柱、梁、枋、檩条和椽子组成，木柱直径瓜柱直径园木梁直径矩形木梁和枋160mmx200mm至180mmx400mm。木檩条椽子 檐口高度5.80米-6.10米(见图1，图2)，其中：包括脊柱1、步柱2、廊柱3、廊川4、脊檩5、平檩6、檐檩7、椽子8、木梁9。
屋脊高度为8米左右。外立面有青石板和青砖空斗墙、石花饰门楼和窗，屋面为小青瓦双坡屋面。充分传承了江西传统民居建筑风貌和历史文化。
另为满足现代办公生活使用功能，增设了电梯、暖通、给排水、电气、自控系统和卫浴设施以及消防、节能措施。
发明内容
本发明是要提供一种古建筑木结构构件修缮施工方法，对古建筑木结构构件进行修缮勘查、校核、范围、选材、除虫防腐、修理等，使古建筑木结构构件修缮能修旧如旧、保持原有建筑风貌、安全使用、延年益寿。
本发明的技术方案是：一种古建筑木结构构件修缮施工方法，具体步骤为：
1)勘查校核
组织有经验的勘查校核专业人员，采用目测、尺量、凿子凿、斧子斩、不锈钢针刺探和验算校核方法，对拆下运至工地的古建筑原有木柱、梁、枋、檩条和椽子以及拟用于更换的新木材逐件进行全面勘查或校核，并做好标记和记录；
2)材料选用
用于更换、增添、修补木结构构件的木材的材种、材质、颜色和木纹应尽量接近原有木结构构件的木材；木结构构件木材的强度设计值和弹性模量应符合现行国家标准《木结构设计规范》(GB50005-2003)相关规定；采用老旧木材作木结构构件进行验算时，可根据具体情况，对其强度设计值及弹性模量进行折减。经验算，旧木结构构件的强度及稳定不满足相关设计规范要求时，应更换或加固；
3)确定修缮范围
(1)根据木柱、木梁、木枋、木檩条、木椽子的菌腐或虫蛀深度、裂缝深度大小来确定更换或修缮后使用；
(2)根据园木柱、园木梁上扭纹每米平均斜度大小来确定更换或修缮后使用；
(3)根据方木柱、木枋上斜纹每米平均斜度大小来确定更换或修缮后使用；
(4)根据园木柱、园木梁、木枋长度范围内沿周长所有木节尺寸之和与周长之比来确定更换或修缮后使用；
(5)方木柱任一面任何15厘米长度范围内沿面宽所有木节尺寸之和大于所在面宽2/5的，予以更换；木椽子构件任何15厘米长度范围内，沿横向在上平面所有木节尺寸之和超过其面宽2/5，在下弧面上所有木节尺寸之和超过其弧面1/4的，予以更换；未达到上述程度的，修缮后使用；
(6)木檩条折断裂纹高度超过构件截面1/4的，应予以更换，高度等于小于构件截面的，修补后使用；弯曲超过构件全长1％的，予以更换，弯曲等于小于构件全长1％的，向上弯起安装使用；
4)防腐处理
在对原木结构和新制作木结构的含水率、腐蚀菌和虫蛀全面勘查检测获得明确结果后，必须对超限含水率认真进行处理，使其符合相关规范要求；对未超限缺陷必须逐件逐处进行修缮，再斩、刨、铲干净构件表面，之后进行防腐处理；
5)修缮方法
(1)在木结构构件中更换、增添和剔补时，严格按照设计图规定或现场构件空缺、缝隙实际需要尺寸，经济合理使用木材，既要保证质量，又要尽可能与原木结构件同材质、同颜色和同木纹；
(2)按设计图规定或现场木构件修缮实际需要尺寸制作毛坯木构件，去除木材腐朽、虫蛀、裂缝和死节的超限缺陷部位，然后对新旧木构件毛坯剔补腐朽、虫蛀的空缺和用木片嵌缝修缮，再对其表面用刨子刨光，接着对木柱“刻半榫”进行墩接，对木构件做榫头、凿眼和組拼；
(3)按照木构件在使用中工作状态和弯曲方向对其相应双侧面弹出中心墨线，作为木构件制作、组装和安装的基准线；在木构件与木构件組拼和安装前，仔细复核相关的轴线和中线，确保木构件就位正确无误；
(4)对于木构件腐朽或虫蛀程度在可修缮利用范围内的，用凿子、锯子和斧子剔除腐朽、虫蛀部位，然后用尺测量空缺部位表面、侧面和底面尺寸，选用同材质、同颜色、同木纹的旧木材，制作修补木件毛坯，再在现场反复对照空缺部位尺寸，仔细修正毛坯尺寸，使其侧面和底面尺寸完全符合空缺尺寸，然后将已制作好的修补木件四周涂上粘结胶水、填嵌入空缺内，并通过敲击木件表面垫木，将修补木件紧密填嵌入空缺，表面用刨子刨平刨光同原木构件表面形状；
(5)对于木柱子腐朽或虫蛀损坏截面深度小于等于1/3、长度在全长1/4内的进行墩接；
(6)对于木构件可修缮利用的裂缝缺陷，需先剔除裂缝中残余木纤维、垃圾、灰尘，采用同材质、同颜色旧木材的木屑加适量粘结胶水拌合，分层填嵌入缝内，表面刮平刮光，纹形修理成同裂缝周边木纹，或者采用同材质、同颜色、同木纹旧木材，制作成小裂缝横截面相等的木条，形态应同裂缝，两侧面涂上粘结胶水后，紧密嵌入裂缝内，并在裂缝纵向两侧面错开设置竹钉固定，最后将表面刨平刨光；遇裂缝间有局部连接时，分段修补；对于木檩条、梁和枋的未超限折断裂纹用环氧树脂封闭，外加不锈钢箍后利用；
(7)对于木构件上的松软节和腐朽节，除按一般木节测量外，还需要按缺孔验算，若其腐朽可能会发展，则应对其进行防腐处理后方能使用；
(8)弯曲未超限的木梁、檩条、椽子按上弯就位安装；弯曲未超限的木柱按弯曲方向同开间轴线方向就位安装；
(9)新木柱制作时，尽量同原木柱截面和形状，收分控制在0.6％左右；
(10)为保证木结构榫卯结合紧密，受力良好，木构件制榫卯在画线时应认真按照设计尺寸和榫卯接触部位形状来画长短线，修补的木榫头应平直、方正；修补损坏或损失的新木榫头根部应长于伸出榫头的2倍或以上；
(11)木穿枋和其卯眼在画线及加工制作时应该按照设计尺寸和节点形状操作，一旦出现卯眼尺寸大于穿枋尺寸，应在卯眼内先填补同质、同色、同纹方木条；(12)制作木构件合件时，穿销眼部分两头按墨线开眼，然后让眼底中间高些，再逐步修正至高出2mm左右，以利使穿销与卯眼紧密结合；
(13)当木园梁上再叠一小穿枋时，两个木构件拼合或两个独立木构件依靠榫卯连接，都须对齐其中线，并都应从中线画墨、打眼和开榫，组装时也应对齐中线；(14)在木矩形梁上安装木爪柱时，当矩形梁宽度大于60mm时，在爪柱下端中间留榫，其厚度小于等于矩形梁宽度1/3，锤入矩形梁内至少30mm，爪柱宽出矩形梁两侧做成卡口卡住矩形梁，卡入长度不少于60mm；当矩形梁穿枋宽度等于小于60mm时，将爪柱下端中间开缺口卡在矩形梁上；
(15)木构件修补时，新旧木材结合处应平顺、紧密；
(16)木柱基石磉下部残缺在底面积1/3内的，采用原石屑与环氧树脂胶液拌合修补后利用；
(17)木椽子端头未超限的腐朽、虫蛀部位，用锯子锯除后利用，且尽可能锯成斜面，以利椽子间搭接；需要更换和增添的木椽子应采用同原木椽子的旧杉木和传统工艺进行仿制；
(18)安装木构架，逐榀应从房屋开间轴线中心开始，先立脊柱，再安装脊柱两侧穿枋、梁、爪柱和布柱，再向两边对称安装，至廊穿枋、梁和廊柱。
所述确定修缮范围具体方法如下：
(一)木柱
(1)菌腐或虫蛀深度大于构件截面1/3,或长度大于构件全长1/4，或有心腐，应予以更换。深度等于小于构件截面1/3，或长度等于小于构件全长1/4，可采用墩接后使用。
(2)裂缝深度超过构件截面1/3的应予以更换。深度等于小于构件截面1/3的可以修补后使用。对于方木柱在联接受剪面上有裂缝的应予以更换。
(3)对于园木柱上扭纹每米平均斜度大于12厘米的应予以更换，等于小于12厘米的可修缮后使用。
(4)对于方木柱上斜纹每米平均斜度大于8厘米的应予以更换，等于小于8厘米的可修缮后使用。
(5)园木柱任何15厘米长度范围内沿周长所有木节尺寸之和大于周长1/3的，应予以更换。方木柱任一面任何15厘米长度范围内沿面宽所有木节尺寸之和大于所在面宽2/5的，应予以更换；未达到上述程度的木节可修缮后使用。
(二)木梁和木枋
(1)菌腐或虫蛀深度大于构件高度1/4，或有心腐，予以更换；深度等于小于构件高度1/4的，修补后使用，修补处放在构件受压区；
(2)裂缝深度超过构件截面1/3的应予以更换；深度等于小于构件截面1/3修补后使用；木枋在联结受剪面上有裂缝的予以更换；
(3)对于木枋上斜纹每米平均斜度大于8厘米的应予以更换，等于小于8厘米的修缮后使用；
(4)对于园木梁上扭纹每米平均斜度大于12厘米的应予以更换，等于小于12厘米的修缮后使用；
(三)木檩条
(1)腐朽或虫蛀深度超过构件截面1/5，予以更换，深度等于小于构件截面1/5，修补后使用。
(2)劈裂缝深度超过构件截面1/3或长度大于构件全长2/3，予以更换，未达到上述程度的，修补后使用；
(四)木椽子
(1)腐朽或虫蛀深度在构件表面超过8mm，在端头超过15mm，予以更换，未达到上述程度的可修缮后使用；
(2)裂缝深度在构件表面超过截面1/6，长度超过构件全长1/5，以及端头劈裂长度超过2厘米，予以更换，未达到上述程度的，可修缮后使用。
所述按设计图规定或现场木构件修缮实际需要尺寸制作毛坯木构件，去除木材腐朽、虫蛀、裂缝和死节等超限缺陷部位时，用锯子断料，长度要比木构件实际需要长度放长3-5厘米；用斧子斩削截面，要比木构件实际需要放大2-3毫米，用园锯锯木枋毛坯料的截面要比实际需要尺寸放大2mm。
所述墩接采用刻半榫，其刻半榫搭接长度应为木柱直径的1.5-2.0倍，刻半榫的卡榫厚度不得小于30mm，其他节点的榫头厚度也不应小于30mm。
本发明的有益效果是：
本发明针对古建筑木构件存在的腐朽、虫蛀、裂缝、斜纹、扭纹、死节和榫卯结合不紧密等缺陷，对古建筑木构件修缮所提出的才、勘查复核内容、选材要求、修缮范围、防腐处理方法，以及关键性缺陷修缮方法，经上海某古民居迁改建工程实践，取得了良好效果，为古建筑木构件修缮积累了经验。
本发明通过上海某古民居迁改建工程建设实践，归纳总结了对古建筑木结构构件修缮中的勘查校核、材料选用要求、修缮范围、防腐处理和修缮方法等体会，能达到古建筑木结构修缮修旧如旧，保持原有建筑形制、构造刚柔、材料生态等传统建筑特征，以存其故，延年益寿，并添加现代元素之目的。可供同类工程建设借鉴。
附图说明
图1为古建筑剖面示意图；
图2为古建筑木结构剖面示意图。
具体实施方式
本发明的古建筑木结构构件修缮施工方法，包括以下步骤：
1.勘查校核
组织有经验的勘查校核专业人员，采用目测、尺量、凿子凿、斧子斩、不锈钢针刺探和验算校核等方法，对从江西拆下运至工地的原有木柱、梁、枋、檩条和椽子以及拟用于更换的新木材逐件进行全面勘查或校核，并做好标记和记录，其主要勘查校核内容如下：
1.1 材种、材质、颜色、木纹、抗力性能是否符合设计、使用、安全和装饰美观要求？
1.2 是否有虫蛀情况？若有，应委托专业单位进行实地检查和实施针对性除虫处理；
1.3 是否有腐朽情况？若有，对腐蚀木构件的菌进行取样送专业单位鉴定菌种，以便正确选定防腐药剂；
1.4 裂缝(包括劈裂、折断裂纹)和空洞程度；
1.5 各类木构件弯曲变形程度；
1.6 朽节、五花节、松节、节群等各种木节和斜纹、扭纹以及髓心位处受弯木构件上分布情况；
1.7 对新、旧木材抽样送专业单位进行含水率检测；
1.8 榫卯匹配及损坏情况，榫眼中心与木结构中心是否重合？
1.9 柱、梁、檩条等主要受力木构件的断面是否符合现行相关设计规范？
1.10 必要时，须对木柱、梁、檩条和屋架进行承载力验算校核。
2.材料选用要求
2.1 本工程从江西迁建来的32栋明清传统民居的木结构杆件的木材为江西老杉木，用于更换、增添、修补的木构件木材要求尽量采用江西老杉木，若个别长柱等需用江西新杉木时，应经自然干燥7年以上，含水率符合现有国家标准《木结构设计规范》(GB50005-2003)相关要求。
2.2 用于更换、增添、修补木结构构件的木材的材种、材质、颜色和木纹应尽量接近原有木结构构件的木材。
2.3 木结构构件木材的强度设计值和弹性模量应符合现行国家标准《木结构设计规范》(GB50005-2003)相关规定。采用老旧木材作木结构构件进行验算时，可根据具体情况，对其强度设计值及弹性模量进行折减。经验算，旧木结构构件的强度及稳定不满足相关设计规范要求时，应更换或加固。
2.4 虫蛀和菌腐程度超限的木材不能用作木结构构件。
2.5 裂缝，包括劈裂、创伤断裂纹、斜纹、扭纹等程度超限的木材不能用作木结构构件。
2.6 朽节、松节、节群和五花节等木节超限或位处不当的木材，不能用作木结构构件。
2.7 弯曲变形程度超限的木材，不能用作木结构构件。
2.8 用于榫头、卯眼及嵌缝等木结构构件修缮的粘结胶水应采用耐水粘结胶水，如环氧树脂胶、汉高百得胶等。
2.9 用于修旧木结构连接处、嵌缝木条处、組拼穿枋或梁的板与板之间的榫卯木销、穿销应采用与原木结构同色硬木，竹钉应采用毛竹下部原壁、干燥材料。
3.修缮范围
3.1 木柱
(1)菌腐或虫蛀深度大于构件截面1/3,或长度大于构件全长1/4，或有心腐，应予以更换。深度等于小于构件截面1/3，或长度等于小于构件全长1/4，可采用墩接后使用。
(2)裂缝深度超过构件截面1/3的应予以更换。深度等于小于构件截面1/3的可以修补后使用。对于方木柱在联接受剪面上有裂缝的应予以更换。
(3)对于园木柱上扭纹每米平均斜度大于12厘米的应予以更换，等于小于12厘米的可修缮后使用。
(4)对于方木柱上斜纹每米平均斜度大于8厘米的应予以更换，等于小于8厘米的可修缮后使用。
(5)园木柱任何15厘米长度范围内沿周长所有木节尺寸之和大于周长1/3的，应予以更换。方木柱任一面任何15厘米长度范围内沿面宽所有木节尺寸之和大于所在面宽2/5的，应予以更换。未达到上述程度的木节可修缮后使用。
3.2 木梁和木枋
(1)菌腐或虫蛀深度大于构件高度1/4，或有心腐，应予以更换。深度等于小于构件高度1/4的，可修补后使用，修补处尽可能放在构件受压区。
(2)裂缝深度超过构件截面1/3的应予以更换。深度等于小于构件截面1/3可修补后使用。木枋在联结受剪面上有裂缝的应予以更换。
(3)对于木枋上斜纹缺陷更新或修补范围同3.1(4)。
(4)对于园木梁上扭纹缺陷更新或修补范围同3.1(3)。
(5)对于园木梁和木枋上木节缺陷更新或修补范围同3.1(5)。
3.3 木檩条
(1)腐朽或虫蛀深度超过构件截面1/5，应予以更换。深度等于小于构件截面1/5，可修补后使用。
(2)劈裂缝深度超过构件截面1/3或长度大于构件全长2/3，应予以更换。未达到上述程度的，可修补后使用。
(3)折断裂纹高度超过构件截面1/4的，应予以更换。高度等于小于构件截面的，可修补后使用。但尽可能将修补处放在构件受压区。
(4)弯曲超过构件全长1％的，应予以更换。弯曲等于小于构件全长1％的，可向上弯起安装使用。
3.4 木椽子
(1)腐朽或虫蛀深度在构件表面超过8mm，在端头超过15mm，应予以更换，未达到上述程度的可修缮后使用。
(2)裂缝深度在构件表面超过截面1/6，长度超过构件全长1/5，以及端头劈裂长度超过2厘米的应予以更换。未达到上述程度的，可修缮后使用。
(3)构件任何15厘米长度范围内，沿横向在上平面所有木节尺寸之和超过其面宽2/5，在下弧面上所有木节尺寸之和超过其弧面1/4，应予以更换。未达到上述程度的，可修缮后使用。
4.防腐处理
在对原木结构和新制作木结构的含水率、腐蚀菌和虫蛀全面勘查检测获得明确结果后，必须对超限含水率认真进行处理，使其符合相关规范要求。对未超限缺陷必须逐件逐处进行修缮，如对腐朽、虫蛀处置换、修缮；对裂缝、斜纹、扭纹和缺陷木节修缮等。再斩、刨、铲干净构件表面，之后方可进行防腐处理。
本工程32栋从江西迁建来的明清传统民居，其木结构构件等本已拆下运至本工地的，所以本工程新老木构件采用了落架浸泡法进行防腐处理，取得了良好的防腐防虫效果。
在工地临时防风雨棚内，挖设大、中、小三种槽形池，池底板为C20混凝土，原120mm，池壁为240mm厚砖墙，墙内外两侧及池底粉20mm厚1:2水泥砂浆。防腐药剂要按照腐蚀菌和蛀虫种类，防腐防虫效果要好，能渗入木结构表面3-5mm，不影响后续装饰，货源充足，施工方便和价格合理等要求，结合木材材质和含水率选用了CCA水溶性防腐剂。将长木柱、梁、枋和檩条分类分批放在大池中浸泡，短木柱、梁、枋分类分批放在中池中浸泡，椽子等短木结构分类分批放在小池中浸泡。先将木构件堆放在池中，后倒入防腐药剂，要使防腐药剂液面超过木构件面10mm以上。浸泡时间可根据木结构截面选定。经浸泡防腐处理后的木构件应在阴凉、通风、干燥环境中分类分批堆放，木构件间隙间隔30mm以上。晾干时间不少于一个月。
5.修缮方法
5.1 在木结构构件中更换、增添和剔补时，要严格按照设计图规定或现场构件空缺、缝隙等实际需要尺寸，经济合理使用木材，严禁大材小用，长料短用，优料劣用，更不能采用腐朽、虫蛀和裂缝超限的木料。既要保证质量，又要尽可能与原木结构件同材质、同颜色和同木纹。5.2按设计图规定或现场木构件修缮实际需要尺寸制作毛坯木构件，即去除木材腐朽、虫蛀、裂缝和死节等超限缺陷部位，用锯子断料，长度要比木构件实际需要长度放长3-5厘米；用斧子斩削截面，要比木构件实际需要放大2-3毫米，用园锯锯木枋毛坯料的截面要比实际需要尺寸放大2mm左右。然后对新旧木构件毛坯剔补腐朽、虫蛀等空缺和用木片嵌缝等修缮，再对其表面用刨子刨光。接着对木柱“刻半榫”进行墩接，对木构件做榫头、凿眼和組拼。此外，在搬运、堆放木构件和组装大木构架等修缮过程中，要认真保护好木结构表面，严禁用锤、斧等直接敲击木构件表面，必要时，只能在木构件表面垫好方木后方能敲击。
5.3 要按照木构件在使用中工作状态和弯曲方向对其相应双侧面弹出中心墨线，作为木构件制作、组装和安装的基准线。榫卯画线应严格按照实际尺寸、拼接位置处形状、爪柱根部对应的园梁直径的实际面的曲线等实际情况。所有木构件开榫、打眼等制作，都必须对中。在木构件与木构件組拼和安装前，应仔细复核相关的轴线和中线，确保木构件就位正确无误，做到“大木不离中”，并各种接头咬合紧密。
5.4 对于木构件腐朽或虫蛀程度在可修缮利用范围内的，用凿子、锯子和斧子剔除腐朽、虫蛀部位，范围要比腐朽、虫蛀部位扩大5-10mm，一定要剔除到好木料，其缺口或空洞侧面要垂直于木结构轴线，且平整，表面尽可能为长方形或正方形，底面平整，以利使修补处新旧木料结合紧密，受力性能良好。然后用尺测量空缺部位表面、侧面和底面尺寸，选用同材质、同颜色、同木纹的旧木材，按比实际需要尺寸放大3-5mm制作修补木件毛坯，再在现场反复对照空缺部位尺寸，仔细修正毛坯尺寸，使其侧面和底面尺寸完全符合空缺尺寸，然后将已制作好的修补木件四周涂上粘结胶水、填嵌入空缺内，并通过敲击木件表面垫木，将修补木件紧密填嵌入空缺，表面用刨子刨平刨光同原木构件表面形状。此外，对于木柱、梁、枋和檩条表面腐朽或虫蛀深度10-20mm内的，可用斧子和刨子斩、刨剔除，表面平、光即可，不需另作修补。
5.5 对于木柱子腐朽或虫蛀损坏截面深度小于等于1/3、长度在全长1/4内的可墩接。墩接采用刻半榫时，其刻半榫搭接长度应为木柱直径的1.5-2.0倍，刻半榫的卡榫厚度不得小于30mm，其他节点的榫头厚度也不应小于30mm。
5.6 对于木构件可修缮利用的裂缝缺陷，需先剔除裂缝中残余木纤维、垃圾、灰尘。对于裂缝宽度小于等于3mm的，可采用同材质、同颜色旧木材的木屑加适量粘结胶水拌合，分层填嵌入缝内，表面刮平刮光，纹形修理成同裂缝周边木纹。裂缝宽度大于3mm的，应采用同材质、同颜色、同木纹旧木材，制作成小裂缝横截面相等的木条，形态应同裂缝，两侧面涂上粘结胶水后，紧密嵌入裂缝内，并在裂缝纵向两侧面错开设置竹钉固定，竹钉直径视缝深而定，一般宜为5-10mm，间距50-100mm，离缝端20-30mm，每条裂缝不少于二个竹钉。最后将表面刨平刨光。遇裂缝间有局部连接时，应分段修补，不得剔除连接段后采用填嵌连通的木条。对于原木构件裂缝，应通过调整其方位，使裂缝尽量垂直于木构件受剪面，予以使用。对于木檩条、梁和枋的未超限折断裂纹可用环氧树脂封闭，外加不锈钢箍后利用，当然要尽可能将修缮处放在受压区。
5.7 对于木构件上的松软节和腐朽节，除按一般木节测量外，尚应按缺孔验算。若其腐朽可能会发展，则应对其进行防腐处理后方能使用。
5.8 弯曲未超限的木梁、檩条、椽子应按上弯就位安装。弯曲未超限的木柱应按弯曲方向同开间轴线方向就位安装。
5.9 新木柱制作时，要尽量同原木柱截面和形状，收分控制在0.6％左右。
5.10 为保证木结构榫卯结合紧密，受力良好，木构件制榫卯在画线时应认真按照设计尺寸和榫卯接触部位形状来画长短线，且榫头比卯眼小1-2mm，再在下锯时留有一定余量，到榫头与卯眼试装时据实际情况进行修正。木园梁与柱子榫卯在加工时，可见部位留墨线，不可见部位吃墨线制作。修补的木榫头应平直、方正。修补损坏或损失的新木榫头根部应长于伸出榫头的2倍或以上，不应只修补榫头本身或周边，以满足榫头受力要求。榫头长短分两种，一种是与木柱侧面齐平的，要求在画线时留长20-30mm制作毛坯，到大木架全部安装完，校正合格后锯平刨光。另一种是伸出木柱侧面的榫头，又分带锤销和不带锤销两种，前者应伸出木柱侧面50-80mm，后者应伸出木柱侧面30mm左右。
5.11 木穿枋和其卯眼在画线及加工制作时应应该按照设计尺寸和节点形状操作，万一出现卯眼尺寸大于穿枋尺寸，应在卯眼内先填补同质、同色、同纹方木条。拼合木穿枋时，其穿销大小头斜度不宜太大，一般可视其长短斜3-5mm即可。拼装厚穿枋时。穿销厚度的开眼尺寸不应超过穿枋厚度的1/3。
5.12 制作木构件合件时，穿销眼部分两头按墨线开眼，然后让眼底中间高些，再逐步修正至高出2mm左右，以利使穿销与卯眼紧密结合。
5.13 当木园梁上再叠一小穿枋时，要求两个木构件拼合或两个独立木构件依靠榫卯连接，都须对齐其中线，并都应从中线画墨、打眼和开榫，组装时也应对齐中线。两构件之间重叠连接应设置不少于三根半眼销。并且要求将木园梁与小穿枋接触处刨成一定平面，保证小穿枋底面85％以上面积与木园梁上面紧密结合。
5.14 在木矩形梁上安装木爪柱时，当矩形梁宽度大于60mm时，在爪柱下端中间留榫，其厚度小于等于矩形梁宽度1/3，锤入矩形梁内至少30mm，爪柱宽出矩形梁两侧做成卡口卡住矩形梁，卡入长度不少于60mm。当矩形梁穿枋宽度等于小于60mm时，可将爪柱下端中间开缺口卡在矩形梁(穿枋)上。
5.15 木构件修补时，新旧木材结合处应平顺、紧密。范围大的采用硬木加工成榫卯木销带胶固定，范围小的可以钻眼用竹钉带胶固定。組拼穿枋或梁时，应把小块拼在小间，板与板间应用硬木穿销连接固定，穿销间距一般在500-1000mm，穿销厚度应小于等于板厚1/3，穿销宽度为60mm-80mm时，可分两块做成大小头，从两边销入。
5.16 当小穿枋长度不够时，可采用两根短穿枋对接加长，但两小穿枋接头处互相搭接的长度不少于构件截面宽度的2倍，并应有可靠防错位或断开固定方式和带胶咬合牢固。
5.17 木柱基石磉下部残缺在底面积1/3内的，应采用原石屑与环氧树脂胶液拌合修补后利用。石磉安装时，应高度重视其垂直度。安装前应把原旧石磉的底面和原靠墙的石磉毛面重新规整至水平及垂直，保证毛面的侧面垂直于地面，并保证相对于平面方向的方正度(平面夹角90度)。
5.18 木椽子端头未超限的腐朽、虫蛀部位，可用锯子锯除后利用，且尽可能锯成斜面，以利椽子间搭接。端头未超越纵裂缝，只要有适当的钉铁钉位置，可不作处理而利用。需要更换和增添的木椽子应采用同原木椽子的旧杉木和传统工艺进行仿制。
5.19 安装木构架，逐榀应从房屋开间轴线中心开始，先立脊柱，再安装脊柱两侧穿枋、梁、爪柱和布柱，再向两边对称安装，至廊穿枋、梁和廊柱。每根柱子应按其轴线和柱间间距尺寸正确就位，并经复核校正无误，再对其纵横两个方向垂直度垂吊校正正确。安装梁和穿枋前应先复核其中线、长度、榫头和卯眼尺寸是否符合设计图要求。单榀木构架初步安装完成后，要以木构件中线为基准，对其轴线位置、柱间间距尺寸、垂直度和榫卯咬合进行最终复核校正正确后，在其两侧用竹、木斜撑作临时固定，然后再安装木檩条和椽子等木构件。
本发明为使古建筑木结构构件修缮能修旧如旧、保持原有建筑风貌、安全使用、延年益寿，本文针对古建筑木构件存在的腐朽、虫蛀、裂缝、斜纹、扭纹、死节和榫卯结合不紧密等缺陷，对古建筑木构件修缮所提出的才、勘查复核内容、选材要求、修缮范围、防腐处理方法，以及关键性缺陷修缮方法，经上海某古民居迁改建工程实践，取得了良好效果，为古建筑木构件修缮积累了经验。
Claims (4)
1.一种古建筑木结构构件修缮施工方法，其特征在于，具体步骤为：
1)勘查校核
组织有经验的勘查校核专业人员，采用目测、尺量、凿子凿、斧子斩、不锈钢针刺探和验算校核方法，对拆下运至工地的古建筑原有木柱、梁、枋、檩条和椽子以及拟用于更换的新木材逐件进行全面勘查或校核，并做好标记和记录；
2)材料选用
用于更换、增添、修补木结构构件的木材的材种、材质、颜色和木纹应尽量接近原有木结构构件的木材；木结构构件木材的强度设计值和弹性模量应符合现行国家标准《木结构设计规范》(GB50005-2003)相关规定；采用老旧木材作木结构构件进行验算时，根据具体情况，对其强度设计值及弹性模量进行折减，经验算，旧木结构构件的强度及稳定不满足相关设计规范要求时，应更换或加固；
3)确定修缮范围
(1)根据木柱、木梁、木枋、木檩条、木椽子的菌腐或虫蛀深度、裂缝深度大小来确定更换或修缮后使用；
(2)根据园木柱、园木梁上扭纹每米平均斜度大小来确定更换或修缮后使用；
(3)根据方木柱、木枋上斜纹每米平均斜度大小来确定更换或修缮后使用；
(4)根据园木柱、园木梁、木枋长度范围内沿周长所有木节尺寸之和与周长之比来确定更换或修缮后使用；
(5)方木柱任一面任何15厘米长度范围内沿面宽所有木节尺寸之和大于所在面宽2/5的，予以更换；木椽子构件任何15厘米长度范围内，沿横向在上平面所有木节尺寸之和超过其面宽2/5，在下弧面上所有木节尺寸之和超过其弧面1/4的，予以更换；未达到上述程度的，修缮后使用；
(6)木檩条折断裂纹高度超过构件截面1/4的，应予以更换，高度等于小于构件截面的，修补后使用；弯曲超过构件全长1％的，予以更换，弯曲等于小于构件全长1％的，向上弯起安装使用；
4)防腐处理
在对原木结构和新制作木结构的含水率、腐蚀菌和虫蛀全面勘查检测获得明确结果后，必须对超限含水率认真进行处理，使其符合相关规范要求；对未超限缺陷必须逐件逐处进行修缮，再斩、刨、铲干净构件表面，之后进行防腐处理；
5)修缮方法
(1)在木结构构件中更换、增添和剔补时，严格按照设计图规定或现场构件空缺、缝隙实际需要尺寸，经济合理使用木材，既要保证质量，又要尽可能与原木结构件同材质、同颜色和同木纹；
(2)按设计图规定或现场木构件修缮实际需要尺寸制作毛坯木构件，去除木材腐朽、虫蛀、裂缝和死节的超限缺陷部位，然后对新旧木构件毛坯剔补腐朽、虫蛀的空缺和用木片嵌缝修缮，再对其表面用刨子刨光，接着对木柱“刻半榫”进行墩接，对木构件做榫头、凿眼和組拼；
(3)按照木构件在使用中工作状态和弯曲方向对其相应双侧面弹出中心墨线，作为木构件制作、组装和安装的基准线；在木构件与木构件組拼和安装前，仔细复核相关的轴线和中线，确保木构件就位正确无误；
(4)对于木构件腐朽或虫蛀程度在可修缮利用范围内的，用凿子、锯子和斧子剔除腐朽、虫蛀部位，然后用尺测量空缺部位表面、侧面和底面尺寸，选用同材质、同颜色、同木纹的旧木材，制作修补木件毛坯，再在现场反复对照空缺部位尺寸，仔细修正毛坯尺寸，使其侧面和底面尺寸完全符合空缺尺寸，然后将已制作好的修补木件四周涂上粘结胶水、填嵌入空缺内，并通过敲击木件表面垫木，将修补木件紧密填嵌入空缺，表面用刨子刨平刨光同原木构件表面形状；
(5)对于木柱子腐朽或虫蛀损坏截面深度小于等于1/3、长度在全长1/4内的进行墩接；
(6)对于木构件可修缮利用的裂缝缺陷，需先剔除裂缝中残余木纤维、垃圾、灰尘，采用同材质、同颜色旧木材的木屑加适量粘结胶水拌合，分层填嵌入缝内，表面刮平刮光，纹形修理成同裂缝周边木纹，或者采用同材质、同颜色、同木纹旧木材，制作成小裂缝横截面相等的木条，形态应同裂缝，两侧面涂上粘结胶水后，紧密嵌入裂缝内，并在裂缝纵向两侧面错开设置竹钉固定，最后将表面刨平刨光；遇裂缝间有局部连接时，分段修补；对于木檩条、梁和枋的未超限折断裂纹用环氧树脂封闭，外加不锈钢箍后利用；
(7)对于木构件上的松软节和腐朽节，除按一般木节测量外，还需要按缺孔验算，若其腐朽可能会发展，则应对其进行防腐处理后方能使用；
(8)弯曲未超限的木梁、檩条、椽子按上弯就位安装；弯曲未超限的木柱按弯曲方向同开间轴线方向就位安装；
(9)新木柱制作时，尽量同原木柱截面和形状，收分控制在0.6％左右；
(10)为保证木结构榫卯结合紧密，受力良好，木构件制榫卯在画线时应认真按照设计尺寸和榫卯接触部位形状来画长短线，修补的木榫头应平直、方正；修补损坏或损失的新木榫头根部应长于伸出榫头的2倍或以上；
(11)木穿枋和其卯眼在画线及加工制作时应该按照设计尺寸和节点形状操作，一旦出现卯眼尺寸大于穿枋尺寸，应在卯眼内先填补同质、同色、同纹方木条；(12)制作木构件合件时，穿销眼部分两头按墨线开眼，然后让眼底中间高些，再逐步修正至高出2mm左右，以利使穿销与卯眼紧密结合；
(13)当木园梁上再叠一小穿枋时，两个木构件拼合或两个独立木构件依靠榫卯连接，都须对齐其中线，并都应从中线画墨、打眼和开榫，组装时也应对齐中线；(14)在木矩形梁上安装木爪柱时，当矩形梁宽度大于60mm时，在爪柱下端中间留榫，其厚度小于等于矩形梁宽度1/3，锤入矩形梁内至少30mm，爪柱宽出矩形梁两侧做成卡口卡住矩形梁，卡入长度不少于60mm；当矩形梁穿枋宽度等于小于60mm时，将爪柱下端中间开缺口卡在矩形梁上；
(15)木构件修补时，新旧木材结合处应平顺、紧密；
(16)木柱基石磉下部残缺在底面积1/3内的，采用原石屑与环氧树脂胶液拌合修补后利用；
(17)木椽子端头未超限的腐朽、虫蛀部位，用锯子锯除后利用，且尽可能锯成斜面，以利椽子间搭接；需要更换和增添的木椽子应采用同原木椽子的旧杉木和传统工艺进行仿制；
(18)安装木构架，逐榀应从房屋开间轴线中心开始，先立脊柱，再安装脊柱两侧穿枋、梁、爪柱和布柱，再向两边对称安装，至廊穿枋、梁和廊柱。
2.根据权利要求1所述的古建筑木结构构件修缮施工方法，其特征在于：所述确定修缮范围具体方法如下：
(一)木柱
(1)菌腐或虫蛀深度大于构件截面1/3,或长度大于构件全长1/4，或有心腐，应予以更换，深度等于小于构件截面1/3，或长度等于小于构件全长1/4，采用墩接后使用；
(2)裂缝深度超过构件截面1/3的应予以更换,深度等于小于构件截面1/3的修补后使用，对于方木柱在联接受剪面上有裂缝的应予以更换；
(3)对于园木柱上扭纹每米平均斜度大于12厘米的应予以更换，等于小于12厘米的修缮后使用；
(4)对于方木柱上斜纹每米平均斜度大于8厘米的应予以更换，等于小于8厘米的修缮后使用；
(5)园木柱任何15厘米长度范围内沿周长所有木节尺寸之和大于周长1/3的，应予以更换，方木柱任一面任何15厘米长度范围内沿面宽所有木节尺寸之和大于所在面宽2/5的，应予以更换；未达到上述程度的木节修缮后使用；
(二)木梁和木枋
(1)菌腐或虫蛀深度大于构件高度1/4，或有心腐，予以更换；深度等于小于构件高度1/4的，修补后使用，修补处放在构件受压区；
(2)裂缝深度超过构件截面1/3的应予以更换；深度等于小于构件截面1/3修补后使用；木枋在联结受剪面上有裂缝的予以更换；
(3)对于木枋上斜纹每米平均斜度大于8厘米的应予以更换，等于小于8厘米的修缮后使用；
(4)对于园木梁上扭纹每米平均斜度大于12厘米的应予以更换，等于小于12厘米的修缮后使用；
(三)木檩条
(1)腐朽或虫蛀深度超过构件截面1/5，予以更换，深度等于小于构件截面1/5，修补后使用；
(2)劈裂缝深度超过构件截面1/3或长度大于构件全长2/3，予以更换，未达到上述程度的，修补后使用；
(四)木椽子
(1)腐朽或虫蛀深度在构件表面超过8mm，在端头超过15mm，予以更换，未达到上述程度的修缮后使用；
(2)裂缝深度在构件表面超过截面1/6，长度超过构件全长1/5，以及端头劈裂长度超过2厘米，予以更换，未达到上述程度的，修缮后使用。
3.根据权利要求1所述的古建筑木结构构件修缮施工方法，其特征在于：所述按设计图规定或现场木构件修缮实际需要尺寸制作毛坯木构件，去除木材腐朽、虫蛀、裂缝和死节等超限缺陷部位时，用锯子断料，长度要比木构件实际需要长度放长3-5厘米；用斧子斩削截面，要比木构件实际需要放大2-3毫米，用园锯锯木枋毛坯料的截面要比实际需要尺寸放大2mm。
4.根据权利要求1所述的古建筑木结构构件修缮施工方法，其特征在于：所述墩接采用刻半榫，其刻半榫搭接长度应为木柱直径的1.5-2.0倍，刻半榫的卡榫厚度不得小于30mm，其他节点的榫头厚度也不应小于30mm。
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