CN109113362A - 一种对古建筑山面梢檩的檩头进行加固修缮的方法 - Google Patents
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Abstract
一种对古建筑山面梢檩的檩头进行加固修缮的方法，将更换的檩头通过鼻子卯口与排山梁架搭接在一起，再将檩头与檩身通过燕尾暗榫穿带搭接，最后，利用银锭榫穿穿入两个银锭卯口拼合后的卯口内，在不改变原材料及施工工艺的基础上，完成对古建筑山面梢檩的檩头进行加固修缮。
Description
技术领域
本发明涉及古建筑梁架结构的保护修缮，具体说的是一种对古建筑山面梢檩的檩头进行加固修缮的方法。
背景技术
古建筑悬山式屋顶两侧自山柱中向外的悬挑部分，称为“出梢”。“出梢”部分檩枋构件露出山墙，其外露的构件常有二种处理方法，一、官式建筑由博风板封护（如图1所示）。二、民间建筑中多见檩枋端头有桃形木块固定，或不做任何封护。
悬山建筑梢间向两山挑出之檩称为梢檩，长按梢间面宽加挑出长度。梢檩要承挑出梢部分的荷载，因此，排山梁架梁头上不能同正身梁一样做同檩碗等高的鼻子榫。为保檩子断面，又达到防止檩子左右错动的目的，可将鼻子榫断面减小为檩径的1/5，其宽、高相同（如图2所示）。
古建筑中的歇山顶或悬山顶两侧出梢，为了保护出头的檩子不被雨淋，沿屋面曲度钉有博风板。博风板的宽度达三材，可以完全覆盖檩头。
目前，在古建筑大木构架的保护修缮工程中，歇山式或悬山式建筑山面两侧出梢部位，由于地基沉降不均匀或水平外力的作用下，造成博风板与梢檩檩头之间的连接断裂，或博风板脱落，天长日久、日晒雨淋导致梢檩檩头糟朽现象十分严重。梢檩檩头糟朽就会削弱其承载能力，降低木构架整体的稳定性，从而导致屋面梁架歪闪、倾斜，屋面木基层被破坏，灰背层开裂，屋面漏雨。
我国现有古建筑梢檩檩头加固修缮是采用铁扒钉与角钢进行加固，将原有的梢檩檩身与更换的檩头在连接部位用铁扒钉与角钢固定起来，以形成整体来承托出梢部分的荷载。这些加固措施虽然刚度较强，但柔韧性、抗扭转能力不足；如遇地基不均匀沉降或地面震动容易造成金属件与梢檩檩头连接部位的松动，造成加固件失效，从而使节点的安全性仍受到威胁。其次，铁扒钉暴露在空气中容易锈蚀，锈蚀后的铁件抗拉能力会显著降低；另外，金属件加固节点时，铆钉嵌固木构件的过程中往往会破坏木构件；改变了古建筑木结构的原材料及施工工艺，且金属件加固木结构是通过“嵌入”或“钉固”的方式达到加固的目的，这种不可逆加固技术不仅不利于加固件的检修或更换，也不利于木结构的保护。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明提供一种对古建筑山面梢檩的檩头进行加固修缮的方法，在不改变原材料及施工工艺的基础上，对檩头进行加固修缮的加固处理。
为实现上述技术目的，所采用的技术方案是：一种对古建筑山面梢檩的檩头进行加固修缮的方法，包括以下步骤：
步骤一、先将糟朽的梢檩檩头在梢檩与斜梁搭接处的鼻子榫内侧2-5cm的处锯掉，需要保留的梢檩檩身断面做成倒L型断面，并在倒L型断面的水平搭接面上按轴向凿刻上大下小的燕尾穿带卯口，其长度与倒L型断面的水平搭接面长度相同；
步骤二、用干硬性的硬杂木或槐树、榆树木料制作梢檩檩头，将檩头朝内一端按与梢檩檩身接头的倒L型断面对称做L型断面，在L型断面的水平断面上刻尺寸样式与燕尾穿带卯口相同的燕尾暗榫，檩头朝外一端向外让出四椽四当；在梢檩檩头与排山梁架搭置的地方，以中线为准刻鼻子卯口；在檩头的L型断面的重直面与檩身下半檩径的倒L型断面的垂直面上各刻一条前后贯通的银锭卯口，檩头的银锭卯口距L型断面的水平搭接面的高度等于檩身的银锭卯口距倒L型断面的水平搭接面的高度，再用硬杂木做与两个银锭卯口拼合后的尺寸相匹配的银锭榫穿带；
步骤三、将更换的檩头通过鼻子卯口与排山梁架搭接在一起，再将檩头与檩身通过燕尾暗榫穿带搭接，最后，利用银锭榫穿穿入两个银锭卯口拼合后的卯口内，完成对古建筑山面梢檩的檩头进行加固修缮。
本发明所述的倒L型断面的高度为1/2檩径，倒L型断面水平方向的搭接面长30-50cm。
本发明所述的鼻子卯口宽深均按1/5檩径。
本发明所述的檩头的L型断面的重直面与檩身下半檩径的倒L型断面的垂直面上各刻一条样式与尺寸相同的银锭卯口。
本发明的有益效果是：
首先，本专利能够显著提高古建筑悬山或歇山顶建筑山面梢檩与的排山梁架节点的抗压、抗剪强度和整体性能，可以降低梢檩因檩头糟朽抗压强度削弱而导致受力稳定性被破坏的几率，减少维修次数。
其次，本专利加固技术用料较少，加工十分方便，实际加固操作工序较简单，既节省原材料，有利于环保，又大大降低维修施工的劳动强度，且在古建筑梢檩檩头保护修缮过程中，这种可逆的加固技术不仅有利于加固件的检修或更换，而且还有利于木结构的保护，再次修复时只需要将所有的榫卯构件更换即可。
因此，在古建筑悬山式或歇山式屋顶山面梢檩檩头的加固处理工程中，这种在L型断面上利用燕尾暗榫与银锭榫穿带组合的加固措施，既具有增强梢檩与排山梁架节点处的抗压、抗剪强度和整体性能，又具备再次修缮更换时的巨大优势，未来具有广阔的发展前景。
附图说明
图1为现有技术中梢檩檩头与博风板搭接示意图；
图2为现有技术中檩头与排山梁架搭接处的结构示意图；
图3为本发明修复的结构爆炸示意图；
图中：1、椽子，2、梢檩，3、梢檩檩身，4、梢檩檩头，5、倒L型断面，6、L型断面，7、银锭穿带榫，8、燕尾穿带榫，9、银锭卯口，10、燕尾暗榫，11、鼻子卯口，12、排山梁架，13、博风板。
具体实施方式
一种对古建筑山面梢檩的檩头进行加固修缮的方法所采用的技术方案是：
（1）先将糟朽的梢檩檩头在梢檩与斜梁搭接处的鼻子榫内侧2-5cm的处锯掉，需要保留的梢檩檩身断面做成倒L型断面，上下各1/2檩径，断面水平方向的搭接面长30-50cm，并在倒L型断面的水平搭接面上按轴向凿刻上大下小的燕尾穿带卯口，其长度与倒L型断面的水平搭接面长度相同。倒L型断面的水平搭接面在上，与水平搭接面相接的处于内侧垂直面在下，形成类似倒L型的断面结构。
（2）在坚持不改变古建筑原材料及施工工艺原则的基础上，将檩头朝内一端按与梢檩檩身接头的倒L型断面对称做L型断面，在L型断面的水平断面上刻尺寸样式与燕尾穿带卯口相同的燕尾暗榫，檩头朝外一端向外让出四椽四当。在梢檩檩头与排山梁架搭置的地方，以中线为准刻鼻子卯口，为确保檩头断面承载强度，鼻子卯口宽深均按1/5檩径，以达到防止檩头左右错动的目的。在檩头的L型断面的重直面与檩身下半檩径的倒L型断面的垂直面上各刻一条前后贯通的银锭卯口，檩头的银锭卯口距L型断面的水平搭接面的高度等于檩身的银锭卯口距倒L型断面的水平搭接面的高度，再用硬杂木做与两个银锭卯口拼合后的尺寸相匹配的银锭榫穿带。L型断面的水平搭接面在下，与水平搭接面相接的处于外侧垂直面在上，形成类似L型的断面结构。
（3）将更换的檩头通过鼻子卯口与排山梁架的鼻子榫对应搭接在一起，鼻子榫既为梢檩搭置在排山梁架的支点，又具备防止檩头左右产生位移的作用。再将檩头与檩身通过燕尾暗榫穿带和燕尾穿带卯口搭接，燕尾暗榫将檩头与檩身在上下方向固定在一起，同时在鼻子榫支点的内侧形成一个受力点，屋面山面出梢部分的荷载作用在鼻子榫支点的外侧，形成一个平衡稳定的受力体系，不仅使檩头在支点左右两端受力达到平衡，而且加强了梢檩与排山梁架节点处的刚度和抗剪力。最后，利用银锭榫穿带将檩头与檩身在下半檩径的银锭卯口贯通在一起，银锭榫穿带插接既可防止檩身与檩头在左右方向产生位移，加强二者在水平方向的拉结力；同时又可进一步加强檩身与檩头在上下方向的抗压强度和整体性能（如图3所示）。
这种在L型断面上利用燕尾暗榫与银锭榫穿带组合的加固措施显著提高了梢檩与排山梁架节点处的抗压、抗剪强度和整体性能，如遇地震或突发振动，榫头与卯口的相互挤压和摩擦能消耗地震能量，减小结构整体的破坏，左右方向有银锭榫穿带结合鼻子榫加强梢檩整体的拉结力，上下方向有燕尾暗榫穿带加强了整体的刚度和抗剪强度。这种可逆的加固技术不仅有利于加固件的检修或更换，而且还有利于木结构的保护，再次修复时只需要将所有的榫卯构件更换即可。
实施例1
古建筑悬山式屋顶梢檩檩头，由于地基沉降不均匀或水平外力的作用下，造成博风板与梢檩檩头之间的连接断裂，或博风板脱落，天长日久、日晒雨淋导致梢檩檩头糟朽现象十分严重，可采用本专利技术进行檩头的加固修缮：
（1）先将糟朽的梢檩檩头在梢檩与斜梁搭接处的鼻子榫内侧3cm的处锯掉，需要保留的梢檩檩身断面做成倒L型，倒L型断面的高度为1/2檩径，倒L型断面水平方向的搭接面长40cm，并在水平搭接面上沿轴向中心线刻上大下小的燕尾穿带卯口，其长度与倒L型断面水平搭接面长度相同，燕尾穿带卯口的深度≤1/2檩径。
（2）在坚持不改变古建筑原材料及施工工艺原则的基础上，用干硬性的硬杂木制作梢檩檩头，首先檩头朝内一端按与梢檩身接头对称做L型断面，在水平断面上刻尺寸样式与檩身燕尾穿带卯口相同的燕尾暗榫，檩头朝外一端向外让出四椽四当。在梢檩檩头与排山梁架搭置的地方，以中线为准刻鼻子卯口，为确保檩头断面承载强度，鼻子卯口宽深均按1/5檩径，以达到防止檩头左右错动的目的。在檩头与檩身下半檩径的垂直断面上各刻一样式与尺寸相同的前后贯通的银锭卯口，再用硬杂木做与银锭卯口尺寸相同的银锭榫穿带。
（3）将更换的檩头通过鼻子榫与排山梁架搭接在一起，鼻子榫既为梢檩搭置在排山梁架的支点，又具备防止檩头左右产生位移的作用。再将檩头与檩身通过燕尾暗榫穿带搭接，燕尾暗榫将檩头与檩身在上下方向固定在一起，同时在鼻子榫支点的内侧形成一个受力点，屋面山面出梢部分的荷载作用在鼻子榫支点的外侧，形成一个平衡稳定的受力体系，不仅使檩头在支点左右两端受力达到平衡，而且加强了梢檩与排山梁架节点处的刚度和抗剪力。最后，利用银锭榫穿带将檩头与檩身在下半檩径的接缝处贯通在一起，银锭榫穿带插接既可防止檩身与檩头在左右方向产生位移，加强二者在水平方向的拉结力；同时又可进一步加强檩身与檩头在上下方向的抗压强度和整体性能（如图3所示）。
这种在L型断面上利用燕尾暗榫与银锭榫穿带组合的加固措施显著提高了梢檩与排山梁架节点处的抗压、抗剪强度和整体性能，如遇地震或突发振动，榫头与卯口的相互挤压和摩擦能消耗地震能量，减小结构整体的破坏，左右方向有银锭榫穿带结合鼻子榫加强梢檩整体的拉结力，上下方向有燕尾暗榫穿带加强了整体的刚度和抗剪强度。这种可逆的加固技术不仅有利于加固件的检修或更换，而且还有利于木结构的保护，再次修复时只需要将所有的榫卯构件更换即可。
实施例2
古建筑歇山式屋顶梢檩檩头糟朽亦可采用本专利技术进行加固处理，其加固方法与步骤与实施例1相同。
Claims (4)
1.一种对古建筑山面梢檩的檩头进行加固修缮的方法，其特征在于：包括以下步骤：
步骤一、先将糟朽的梢檩檩头在梢檩与斜梁搭接处的鼻子榫内侧2-5cm的处锯掉，需要保留的梢檩檩身断面做成倒L型断面，并在倒L型断面的水平搭接面上按轴向凿刻上大下小的燕尾穿带卯口，其长度与倒L型断面的水平搭接面长度相同；
步骤二、用干硬性的硬杂木或槐树、榆树木料制作梢檩檩头，将檩头朝内一端按与梢檩檩身接头的倒L型断面对称做L型断面，在L型断面的水平断面上刻尺寸样式与燕尾穿带卯口相同的燕尾暗榫，檩头朝外一端向外让出四椽四当；在梢檩檩头与排山梁架搭置的地方，以中线为准刻鼻子卯口；在檩头的L型断面的重直面与檩身下半檩径的倒L型断面的垂直面上各刻一条前后贯通的银锭卯口，檩头的银锭卯口距L型断面的水平搭接面的高度等于檩身的银锭卯口距倒L型断面的水平搭接面的高度，再用硬杂木做与两个银锭卯口拼合后的尺寸相匹配的银锭榫穿带；
步骤三、将更换的檩头通过鼻子卯口与排山梁架搭接在一起，再将檩头与檩身通过燕尾暗榫穿带搭接，最后，利用银锭榫穿穿入两个银锭卯口拼合后的卯口内，完成对古建筑山面梢檩的檩头进行加固修缮。
2.如权利要求1所述的一种对古建筑山面梢檩的檩头进行加固修缮的方法，其特征在于：所述的倒L型断面的高度为1/2檩径，倒L型断面水平方向的搭接面长30-50cm。
3.如权利要求1所述的一种对古建筑山面梢檩的檩头进行加固修缮的方法，其特征在于：所述的鼻子卯口宽深均按1/5檩径。
4.如权利要求1所述的一种对古建筑山面梢檩的檩头进行加固修缮的方法，其特征在于：所述的檩头的L型断面的重直面与檩身下半檩径的倒L型断面的垂直面上各刻一条样式与尺寸相同的银锭卯口。
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