以光岳楼为例浅析古建筑木结构破坏及防护

李灿 赵庆双

【摘  要】古建筑木结构是我国宝贵的文化遗产，它体现了中国古代卓越的文化艺术和科学技术，在世界建筑史上有着极其丰富而辉煌的成就。但是古建筑经历了数百年甚至上千年，承受各种环境作用，其材料物理力学性能会发生变化。如果后期维护修缮工作不及时，建筑承载能力和结构稳定性下降，会导致建筑体系破坏、结构坍塌。论文通过分析风荷载、雨荷载、地震作用等对光岳楼的破坏影响，提出相应的防护加固措施。

【Abstract】The ancient building and wooden structure is a valuable cultural heritages of China， which embodies the outstanding culture， art and science and technology of ancient China， and has an extremely rich and brilliant achievement in the history of world architecture. However， ancient buildings have gone through hundreds or even thousands of years， affected by the natural environment， its material physical and physical properties are bound to change. If the later maintenance and repair work is not timely， the carrying capacity and structural stability of the building will decline， which will lead to the destruction of the building system and the collapse of the structure. By analyzing the influence of wind load， rain load and earthquake on Guangyue Tower， the paper puts forward the corresponding protection and reinforcement measures.

【關键词】古建筑;木结构;雨荷载;地震;防护加固

【Keywords】ancient buildings; wooden structure; rain load; earthquake;protection and reinforcement

【中图分类号】TU366.2                               【文献标志码】A                                   【文章编号】1673-1069（2020）12-0188-02

1 引言

我国木结构建筑拥有悠久的历史，有些历经岁月的洗礼仍完整地保存至今，成为宝贵的文化遗产。但是由于木材的弹性模量低，容易老化变形，在荷载作用和自然环境的影响下，现存的木结构建筑出现了不同程度的损伤破坏现象。聊城光岳楼浓缩了我国传统木结构建筑的精华，极具代表性，同时又有它自身的特点。本文以光岳楼为例，结合木结构建筑出现的主要破坏现象进一步探讨对木结构古建筑的防护加固措施，对保护这些珍贵的古文化遗产，传承中华文化都具有着重要意义。

2 光岳楼概况

光岳楼位于山东聊城，古代京杭大运河的航线上，是我国既古老又雄伟的木构楼阁。作为明初的建筑物，主要体现了宋、元时期的建筑风格，在中国古代建筑史上有着重要地位。享有“虽黄鹤、岳阳亦当拜望”的美誉。在建筑设计、结构方法等方面，都有着很高的科学价值和艺术价值。光岳楼是四重檐歇山十字脊楼阁，它是由底部的楼基和上部4层主楼组成。楼基是用砖石砌成的方形高台，占地面积1236m2，边长34.5m，向上逐渐变窄，垂直高度9m，有4个半圆拱门交叉相通和通往主楼的50多级台阶。上部主楼为全木结构，四面斗拱飞檐，且有回廊相通。全楼有112个台阶、192根金柱、200余斗拱[1]。

3 风、雨荷载对光岳楼的影响及保护措施

3.1 风、雨荷载影响

光岳楼是典型的木结构建筑体系，极易遭受水火的侵害。门口或窗口没有安装雨蓬的地方，潮湿现象更加严重。建筑漏雨易进却难出，雨水在较强的风力和自身作用下进入建筑外围护结构，沿曲折的路径流动，最后大部分滴落在室内，引起地面潮湿。特别是距地面较近的木结构柱底发生更严重的腐朽现象。此外，雨水通过毛细现象渗透隐藏在木质纤维中，形成一定的湿度，长时间之后，就会为白蚁和霉菌滋生提供良好的环境，木质构件就会变得疏松甚至腐朽，影响其使用寿命。

3.2 保护措施

3.2.1 飘雨积水问题

对于飘雨积水问题，如果雨水过大，可能会引起木质构件的损坏，可通过加长披檐出檐宽度处理。若条件允许，可采用在已有短披檐上加长披檐的做法，如日本法隆寺的檐部做法。此外，便是在建筑门窗镂空处装配玻璃，这样建筑在处理遮雨时，便不再受出挑宽度与檐高的影响，建筑的立面处理上也可灵活多变。但有不足之处，未能根本解决建筑围护结构受雨水侵害、延长木质构件使用寿命的问题，并且在传统建筑上赋予建筑现代元素，或许会不同程度地破坏古建筑的传统美学[2]。

3.2.2 木材腐朽问题

木材受潮后会产生各种木腐真菌，出现昆虫如白蚁。对于只有表层腐蚀而内部材料完整且可以满足承载力需求的木构件，可以将表面腐朽部分去除，涂上药剂可以防腐防虫，如用硼酸、硼砂和五氯酚钠配置的硼酚合剂进行表层处理后，按照原样尺寸耐水性胶黏劑进行修补。当木材腐蚀严重时，可以考虑墩接加固法进行处理，将糟朽部分截掉，换上新材料粘合加固。

3.2.3 排水问题

屋面及部分水平构件的斜面设计需要进一步完善，主要包括排水层、呼吸纸、油毡等的检查和修复，让水在重力作用下顺利流出外表面，避免外界的雨水进入内部结构。在建筑物外壳包裹一层单向呼吸纸能够有效降低由扩散造成的水蒸气运动，使木结构成为既能有效防潮又能透气的建筑。对于节点设计，可以通过收集墙体构件中汇集的水分，并让其在重力作用下回到或流出护墙板的外表面，最简单的形式是在构件中的护墙板和墙面板之间铺加一个由防水层（防水纸油毡或房屋包裹层）所构成的排水面[3]。

4 地震对光岳楼的影响及保护措施

4.1 地震影响

古建筑木结构虽然具有优良的抗震构造特点，但是木结构变形较大，手工操作也存在着一定的缺陷，使得即使在较小地震作用下建筑也容易发生损坏。聊城历史上发生的地震灾害为数不少，抗震设防烈度为7度，对光岳楼的地震防护就显得尤为重要。在地震时，基础剪切受力会因地面的剧烈振动更加明显，台基砖砌体灰缝开裂并出现滑坡现象。为了施工安装时方便，卯口的尺寸会比榫大一些，导致地震时木榫容易被拔出或受剪折断。加之构件缺乏保养，年久失修，有些地方已经出现裂缝，材料结构性能明显下降，承载力降低或完全丧失，最终建筑会发生较大变形或倾倒。

4.2 保护措施

4.2.1 地基加固

在地震后，地基基础一旦破坏就会导致上部结构有所损伤，为了让地基基础具有足够的承压能力就要对其进行加固。可以采用石砌护坡或挡土墙的方法来修缮加固，在建筑周围使用明水沟排水方法，防止水渗透到基础下面扩大基础变形，稳定建筑周围的地基。对台基砌体进行修缮加固，将酥碱、风化严重，有裂缝的砌块拆除，为了加强新旧砌体之间的整体性能，可以在新旧砖层之间加铺钢筋网，并用钢筋勾拉结，对砌体中的缝隙进行灌浆加固，随砌随灌[4]。

4.2.2 木质构件裂缝和榫卯的修复

对于构件裂缝，首先清除缝中的积存物，当裂缝宽度影响结构受力性能但不影响结构承载力时，应对开裂构件用铁箍进行加固，使构件的刚度和强度提高;当构件无法提供结构所需要的承载力，可用符合条件的新构件替换原件。对错动较大或拔榫断榫的部位都需要及时加固，将材质好、抗腐蚀性强的木块嵌入卯口，并用黏结剂黏牢;还可以用螺栓固定或角钢对榫卯节点进行附加支撑。

4.2.3 围护结构的加固

为降低地震作用的破坏，需将酥碱严重的木结构围护墙体拆除然后进行补砌，可采用喷浆或压力灌浆的加固方法来提高墙体的强度。围护墙体比较厚，与木结构的拉结能力较差，使用钢筋将墙体与柱架拉结，进而增强结构整体的稳定性。无论是屋顶，构架还是柱础，构件间联系薄弱，造成损伤是木结构历史建筑的一个主因。在安全普查与抗震鉴定的基础上，通过采取适当的加固措施，提高各构件间的相互联系，改善工作性能是减轻震害的有效措施。

5 结语

中国木结构历史建筑是祖先留给我们的宝贵文化遗产，古建筑保护的问题迫在眉睫。光岳楼是聊城市的地标性建筑，也具有其自身重要的价值。结合其他木结构建筑出现的问题，对光岳楼的破坏现象进一步研究发现，传统木结构建筑在遭到雨水渗透侵蚀后，构件内部结构极易发生变质，并且地震作用也会对其产生一定的影响。我们要采取合理的防护加固方法，有效提高古建筑木结构的结构性能，达到保护古建筑的目的。

【参考文献】

【1】孟宪霞.雄伟的古建筑——光岳楼[J].兰台世界，2006（2）：62-63.

【2】杨雅琦，杨健.湘西楼阁式建筑飘雨问题探讨[J].城市建筑，2020，17（19）：86-88.

【3】轻型木结构建筑怎样防潮[J].住宅产业，2007（Z1）：74-79.

【4】张风亮，高宗祺，薛建阳，等.古建筑木结构地震作用下的破坏分析及加固措施研究[J].土木工程学报，2014，47（S1）：29-35.