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摘 要:木建筑旧木材变化分析中,主要是针对古建筑木材结构的维修和加固保护操作,对木材结构的缺损程度和材质内外变化水平进行分析,主要是宏观的观察,而非是仔细研究具体材料变化,采用更新、加固、维护等处理方式,缺乏对旧木材的定量定性分析。古建筑材质变化发展多样,需要从宏观角度进行测定分析,逐步转变到微观数据实验测定研究中,逐步深入分析,从古建筑旧木材的变化分析入手,逐步深入研究,分析建筑形变的原因,分析如何加强建筑形变技术水平的提升。
关键词:古建筑;材质变化;建筑变形
中图分类号:TU366.2 文献标识码:A 文章编号:1674-1064(2021)03-091-02
DOI:10.12310/j.issn.1674-1064.2021.03.042
古建筑旧木材主要以框架结构为主,经过上千年的历史变化,木材结构发生变化。我国五千年历史中,木材的使用达到千年之久,文章根据古建筑物的构件变化,结合试验和数据分析,研究古建筑旧木材的变化,逐步认识建筑部位的构成、变形因素,分析木质材质变化的影响因素。
1 古建筑旧木材抗压构件变形分析
1.1 柱子变形分析
木框架子是主要的古代建筑结构,木柱子是有效承载的基础构件。按照柱子的不同实际位置,需要分析其载荷的变化差异。如有中柱、金柱,都比檐柱的作用力大,负载荷水平量高。根据不同柱子的实际承受力,可以实施顺纹的压力匹配。从柱子的残留情况入手,分析分柱子、头柱、主根的实际损坏情况[1]。
柱头劈裂后,受压木柱的柱頭会顺着木纹劈裂方向裂开,压壁分开,呈现涨柱的情况。木塔的头层槽内部显示,檐柱的柱头位置可能会出现劈裂问题。
柱根长期受潮湿、雨淋等因素影响,墙体内部的木柱、柱根会出现腐蚀情况。木柱腐蚀呈现枣核形状,木柱周围呈粉状。景清门柱根出现腐蚀问题,柱子会出现下沉情况。封闭在墙体内部的露明柱,根部会受风、空气中的温度影响,出现侵蚀情况。顺延着木纹腐蚀构成纹桩,外檐成主根方向,出现腐蚀情况。根部逐步变细,柱根受压迫作用,劈裂现象就会变少。
柱子身体部位的木构造,木质呈现暴露情况。受长期各类因素的影响,柱身呈现不同情况的劈裂问题。柱头开裂至柱身,柱根部位裂开延伸拓展。裂痕多处裂开,受负载荷量影响,木柱残留顺纹,受压破坏情况严重。
1.2 斗拱门构件变形情况
斗拱的操作作用中,需要明确瓦顶端梁架的载荷集中传达,受力传到构件的作用。通过载荷集中拓展,达到力传递过程的拓展与提升。按照拱翘相交位置,压劈裂或折断,出现二层西北角转拱。柱头、转角头需要调整集中受力变化,注意压臂拱位置,受压迫情况。早期的建筑梁节点呈现多点集中传递现象,斗拱容易受劈裂影响。古建筑构件主要以榫卯方式组合而成,构件交互出现折断劈裂情况。
1.3 梁架变形情况
大梁古建筑中,梁、枋都是可以传递上层载荷量的构件。长期负载、大梁弯曲是古建筑常见的一种变形情况。在古建筑中,梁可能出现裂纹情况。需要避免周围出现裂纹,按照梁、柱内部的应力作用进行分析,调整木材强度,降低可能导致的破坏量。按照大梁下的木节水平,分析深度断裂情况。断面小的枋受压迫,产生弯曲变形情况。古建筑常见受压迫的构件中,普拍枋承载斗拱载荷量,受压构件的柱头交圈作用,长期受压迫,产生顺木纹,横向受压迫轻度增加。
2 抗拉构件变形分析
穿插枋是古建筑中常见的接拉方式,构件主要以榫卯方式呈现,容易出现拉脱、断折情况。榫卯受拉力、剪力影响出现折断,在实际操作中,需要重点分析挤压情况,避免出现剪力断裂情况。
3 木构件受破坏情况影响
3.1 外力作用
受自然界各类外力的冲击影响,如地震、人为因素等,会导致地层构造的运动发生改变。古建筑损坏主要是受风、雨等因素的侵蚀,或建筑的倾斜、裂缝、扭曲、断折等变形的外力影响因素。
3.2 内力作用
内因是导致破坏的关键因素。古建筑存在各类残损情况。外力作用只是其中的一个因素,内因是不可忽视的重要因素之一。内力作用中,需要对木质材质的变化程度进行分析,判断直接影响建筑寿命的原因。依据木材物理学的实际变化因素,分析导致残损的原因,进一步重视提升古建筑变形影响情况的分析。依据施工的实际要求,分析转变物理学实验操作要求,提升木材料的实验操作水平。需要充分考虑物理学的实际性能试验内容,结合物理学的性能标准,选配合理的实验分析方案。
选取头层暗层乳胶立柱,结合支撑结构要点,调整木塔原始测定的年代要求。按照木塔暗层的构件标准要求,分析腐蚀沟纹的变化,颜色深度、劈裂痕迹等。按照树种木材的不同情况,选择被落叶松作为木材试验的标准要求制作构件,从顺纹、横纹的压力强度、拉力、抗剪力、冲击性能等物理试验中进行测试分析。木柱表面粗糙有风化情况,柱根部出现腐朽倾向,柱根呈现锥形状态。根据柱最原始的构件标准要求,需要调整树木抗压力、抗拉力、抗剪力、硬度等实验内容。
4 实验木材的观察对比分析
4.1 表面变化水平分析
旧木料在没有锯开前,木材表面是起毛的,没有明显的沟纹,这说明木材的表面纤维化,容易剥落,材质发松,颜色呈现变暗的情况。木材被锯开后,横断面呈现年轮明显的情况,肉眼可见,无新旧之分。根据材料的情况,发现空气中有细微的空隙,木材经过长时间的因素影响,呈现变化。中心材质变化较小,周围材质变化水平较大。
4.2 实验室破坏情况分析
顺纹受压破坏,坚硬的晚材层呈现纵向弯折情况。随着破坏程度的加深,呈现皱纹,出现局部纤维化倾向。木材承载压力可以按照顺纹、恒温、纤维化角度分配。恒温承载压力较弱,木材结构承载的压力显示,构件全部呈现表面承压情况,构件局部承压力,受宽度、长短、时间等限制。古建筑中恒温局部的承载力构件容易遭受破坏。一旦破坏受剪力的大小,恒温撕裂问题发生。破坏的原因显示,剪力的偏心位置出现弯折,破坏的瞬间撕裂达到极限,这是导致木构件出现严重破损的原因。 在构件弯曲程度下,载荷增加应力作用呈现直线分布。根据受压作用的曲线变化,需要及时调整截面的受压区域范围。受拉力区域范围内呈现直线状态,随着加荷作用的塑性变化,手拉纤维的应力呈现弯曲状态。载荷继续增加,受压迫呈现微小的褶皱程度,随着褶皱的慢慢受压增加扩展,木节、斜纹的弯曲比例受到影响,分布呈现严重的风险。古建筑中这种情况较为常见,梁板的木节处可能出現严重的折裂问题。
根据早期的组织变化情况,可能出现空隙松散的变化,导致整个木材的强度受损。为了进一步降低木材的强度受损比例,需要实施抗压力、顺纹抗压力、抗拉力、抗弯折、抗冲击等不同强度的对比分析,有效降低硬度和剪力强度。从木塔的实验变化分析入手,硬度、剪切强度均有所增加,导致物理不同程度地降低。
5 古建筑材料变化影响变形因素分析
历经500年~1 000年的木材,其实际抗拉强度、横纹抗压强度均有所降低。一般,松木、杨木的强度降低水平可以达到50%以上,横纹抗压力强度降低可以达到80%以上。硬度、剪切强度也会有所增加,硬度一般会增加15%左右,剪力强度会增加20%左右。
旧木材经过几百年的影响,其密度增加,木材的组织结构更加密实,水分降低。其实际的硬度会比新木材的强度更大,其他性能会有所老化。如物理性能减弱,实际弯曲强度减弱,抗拉力强度减弱等,均匀性有所增加。早期材料的抗拉力强度,以顺纹抗拉变化为主,需要根据均衡性要求、材料承载的载荷强度等进行差异化水平分析。判断避开、冲开、硬度等差异性问题,分析其中的变化和要求,进一步优化木材的物理性能指标,最大提升木材的持久工作效果。
古代建筑构件中承载巨大的压力和拉力作用,需要根据古代材料的实际强度和标准要求,分析构件所产生的弯曲、拉断、劈裂等因素,分析承载强度的变化。静载荷不同的情况下,构件可能造成的损失现象不同,损失程度不同。从破坏的产生入手,分析破坏试验中需要观察的内容,确保木材评估的形变一致,符合承载力范围要求。古建筑旧木材材料变化是一种从量变到质变的过程。依据现阶段的发展规范要求,转变各类外界破坏性因素,降低古建筑的破坏比例水平。
6 古建筑木材材料保护对策方案
按照古建筑木材材料的搭建管理标准方式,有效控制调整开放时间,避免古建筑构件受更多的负担影响。如观音阁、木塔等建筑需要采用定期开放或停止开放的方式进行保护。
按照古建筑旧木材的木构件进行水平质量评估,对数量、变化程度、加固等需求等进行分析,记录统计加固补强的操作方式,避免建筑整体受到风险影响。
根据古建筑旧木材的变质情况,需要做好封护保护,对水分、气体、微生物等进行隔绝保护,提升木材保护水平,延缓木材的老化发展进程。
按照古建筑木材材料的实际修补保护需求,选配高品质、高技术、高标准的修补检修工具,及时对机器进行检修,做好日常的木构件评估和检查,做好记录,分析制定年度方案,明确木构件的修补和保护操作目标。
按照古建筑木材保护需求,配合相关智能技术操作仪器,选配专业修护保护人才,落实工作内容,制定工作定期方案考核。通过计划方案的实施和确定,优化拓展修护管理的效果水平,提升古建筑木材修护管理的水平应用。
7 结语
综上所述,古建筑木材材质保护分析研究中,需要结合古建筑的实际变形因素,结合相关的木材材料配置标准,分析影响建筑变形的原因,明确操作方案和操作方式标准,重视加强专业化结构组织规范和变形应用水平,实现古建筑旧木材变质效果水平的提升,实现保护古建筑的目标。
参考文献
[1] 董少华,王翀,相建凯,等.基于FTIR--ATR法的户县公输堂小木作木材化学组成和结构变化研究[J].红外,2020(7):23-25.
关键词:古建筑;材质变化;建筑变形
中图分类号:TU366.2 文献标识码:A 文章编号:1674-1064(2021)03-091-02
DOI:10.12310/j.issn.1674-1064.2021.03.042
古建筑旧木材主要以框架结构为主,经过上千年的历史变化,木材结构发生变化。我国五千年历史中,木材的使用达到千年之久,文章根据古建筑物的构件变化,结合试验和数据分析,研究古建筑旧木材的变化,逐步认识建筑部位的构成、变形因素,分析木质材质变化的影响因素。
1 古建筑旧木材抗压构件变形分析
1.1 柱子变形分析
木框架子是主要的古代建筑结构,木柱子是有效承载的基础构件。按照柱子的不同实际位置,需要分析其载荷的变化差异。如有中柱、金柱,都比檐柱的作用力大,负载荷水平量高。根据不同柱子的实际承受力,可以实施顺纹的压力匹配。从柱子的残留情况入手,分析分柱子、头柱、主根的实际损坏情况[1]。
柱头劈裂后,受压木柱的柱頭会顺着木纹劈裂方向裂开,压壁分开,呈现涨柱的情况。木塔的头层槽内部显示,檐柱的柱头位置可能会出现劈裂问题。
柱根长期受潮湿、雨淋等因素影响,墙体内部的木柱、柱根会出现腐蚀情况。木柱腐蚀呈现枣核形状,木柱周围呈粉状。景清门柱根出现腐蚀问题,柱子会出现下沉情况。封闭在墙体内部的露明柱,根部会受风、空气中的温度影响,出现侵蚀情况。顺延着木纹腐蚀构成纹桩,外檐成主根方向,出现腐蚀情况。根部逐步变细,柱根受压迫作用,劈裂现象就会变少。
柱子身体部位的木构造,木质呈现暴露情况。受长期各类因素的影响,柱身呈现不同情况的劈裂问题。柱头开裂至柱身,柱根部位裂开延伸拓展。裂痕多处裂开,受负载荷量影响,木柱残留顺纹,受压破坏情况严重。
1.2 斗拱门构件变形情况
斗拱的操作作用中,需要明确瓦顶端梁架的载荷集中传达,受力传到构件的作用。通过载荷集中拓展,达到力传递过程的拓展与提升。按照拱翘相交位置,压劈裂或折断,出现二层西北角转拱。柱头、转角头需要调整集中受力变化,注意压臂拱位置,受压迫情况。早期的建筑梁节点呈现多点集中传递现象,斗拱容易受劈裂影响。古建筑构件主要以榫卯方式组合而成,构件交互出现折断劈裂情况。
1.3 梁架变形情况
大梁古建筑中,梁、枋都是可以传递上层载荷量的构件。长期负载、大梁弯曲是古建筑常见的一种变形情况。在古建筑中,梁可能出现裂纹情况。需要避免周围出现裂纹,按照梁、柱内部的应力作用进行分析,调整木材强度,降低可能导致的破坏量。按照大梁下的木节水平,分析深度断裂情况。断面小的枋受压迫,产生弯曲变形情况。古建筑常见受压迫的构件中,普拍枋承载斗拱载荷量,受压构件的柱头交圈作用,长期受压迫,产生顺木纹,横向受压迫轻度增加。
2 抗拉构件变形分析
穿插枋是古建筑中常见的接拉方式,构件主要以榫卯方式呈现,容易出现拉脱、断折情况。榫卯受拉力、剪力影响出现折断,在实际操作中,需要重点分析挤压情况,避免出现剪力断裂情况。
3 木构件受破坏情况影响
3.1 外力作用
受自然界各类外力的冲击影响,如地震、人为因素等,会导致地层构造的运动发生改变。古建筑损坏主要是受风、雨等因素的侵蚀,或建筑的倾斜、裂缝、扭曲、断折等变形的外力影响因素。
3.2 内力作用
内因是导致破坏的关键因素。古建筑存在各类残损情况。外力作用只是其中的一个因素,内因是不可忽视的重要因素之一。内力作用中,需要对木质材质的变化程度进行分析,判断直接影响建筑寿命的原因。依据木材物理学的实际变化因素,分析导致残损的原因,进一步重视提升古建筑变形影响情况的分析。依据施工的实际要求,分析转变物理学实验操作要求,提升木材料的实验操作水平。需要充分考虑物理学的实际性能试验内容,结合物理学的性能标准,选配合理的实验分析方案。
选取头层暗层乳胶立柱,结合支撑结构要点,调整木塔原始测定的年代要求。按照木塔暗层的构件标准要求,分析腐蚀沟纹的变化,颜色深度、劈裂痕迹等。按照树种木材的不同情况,选择被落叶松作为木材试验的标准要求制作构件,从顺纹、横纹的压力强度、拉力、抗剪力、冲击性能等物理试验中进行测试分析。木柱表面粗糙有风化情况,柱根部出现腐朽倾向,柱根呈现锥形状态。根据柱最原始的构件标准要求,需要调整树木抗压力、抗拉力、抗剪力、硬度等实验内容。
4 实验木材的观察对比分析
4.1 表面变化水平分析
旧木料在没有锯开前,木材表面是起毛的,没有明显的沟纹,这说明木材的表面纤维化,容易剥落,材质发松,颜色呈现变暗的情况。木材被锯开后,横断面呈现年轮明显的情况,肉眼可见,无新旧之分。根据材料的情况,发现空气中有细微的空隙,木材经过长时间的因素影响,呈现变化。中心材质变化较小,周围材质变化水平较大。
4.2 实验室破坏情况分析
顺纹受压破坏,坚硬的晚材层呈现纵向弯折情况。随着破坏程度的加深,呈现皱纹,出现局部纤维化倾向。木材承载压力可以按照顺纹、恒温、纤维化角度分配。恒温承载压力较弱,木材结构承载的压力显示,构件全部呈现表面承压情况,构件局部承压力,受宽度、长短、时间等限制。古建筑中恒温局部的承载力构件容易遭受破坏。一旦破坏受剪力的大小,恒温撕裂问题发生。破坏的原因显示,剪力的偏心位置出现弯折,破坏的瞬间撕裂达到极限,这是导致木构件出现严重破损的原因。 在构件弯曲程度下,载荷增加应力作用呈现直线分布。根据受压作用的曲线变化,需要及时调整截面的受压区域范围。受拉力区域范围内呈现直线状态,随着加荷作用的塑性变化,手拉纤维的应力呈现弯曲状态。载荷继续增加,受压迫呈现微小的褶皱程度,随着褶皱的慢慢受压增加扩展,木节、斜纹的弯曲比例受到影响,分布呈现严重的风险。古建筑中这种情况较为常见,梁板的木节处可能出現严重的折裂问题。
根据早期的组织变化情况,可能出现空隙松散的变化,导致整个木材的强度受损。为了进一步降低木材的强度受损比例,需要实施抗压力、顺纹抗压力、抗拉力、抗弯折、抗冲击等不同强度的对比分析,有效降低硬度和剪力强度。从木塔的实验变化分析入手,硬度、剪切强度均有所增加,导致物理不同程度地降低。
5 古建筑材料变化影响变形因素分析
历经500年~1 000年的木材,其实际抗拉强度、横纹抗压强度均有所降低。一般,松木、杨木的强度降低水平可以达到50%以上,横纹抗压力强度降低可以达到80%以上。硬度、剪切强度也会有所增加,硬度一般会增加15%左右,剪力强度会增加20%左右。
旧木材经过几百年的影响,其密度增加,木材的组织结构更加密实,水分降低。其实际的硬度会比新木材的强度更大,其他性能会有所老化。如物理性能减弱,实际弯曲强度减弱,抗拉力强度减弱等,均匀性有所增加。早期材料的抗拉力强度,以顺纹抗拉变化为主,需要根据均衡性要求、材料承载的载荷强度等进行差异化水平分析。判断避开、冲开、硬度等差异性问题,分析其中的变化和要求,进一步优化木材的物理性能指标,最大提升木材的持久工作效果。
古代建筑构件中承载巨大的压力和拉力作用,需要根据古代材料的实际强度和标准要求,分析构件所产生的弯曲、拉断、劈裂等因素,分析承载强度的变化。静载荷不同的情况下,构件可能造成的损失现象不同,损失程度不同。从破坏的产生入手,分析破坏试验中需要观察的内容,确保木材评估的形变一致,符合承载力范围要求。古建筑旧木材材料变化是一种从量变到质变的过程。依据现阶段的发展规范要求,转变各类外界破坏性因素,降低古建筑的破坏比例水平。
6 古建筑木材材料保护对策方案
按照古建筑木材材料的搭建管理标准方式,有效控制调整开放时间,避免古建筑构件受更多的负担影响。如观音阁、木塔等建筑需要采用定期开放或停止开放的方式进行保护。
按照古建筑旧木材的木构件进行水平质量评估,对数量、变化程度、加固等需求等进行分析,记录统计加固补强的操作方式,避免建筑整体受到风险影响。
根据古建筑旧木材的变质情况,需要做好封护保护,对水分、气体、微生物等进行隔绝保护,提升木材保护水平,延缓木材的老化发展进程。
按照古建筑木材材料的实际修补保护需求,选配高品质、高技术、高标准的修补检修工具,及时对机器进行检修,做好日常的木构件评估和检查,做好记录,分析制定年度方案,明确木构件的修补和保护操作目标。
按照古建筑木材保护需求,配合相关智能技术操作仪器,选配专业修护保护人才,落实工作内容,制定工作定期方案考核。通过计划方案的实施和确定,优化拓展修护管理的效果水平,提升古建筑木材修护管理的水平应用。
7 结语
综上所述,古建筑木材材质保护分析研究中,需要结合古建筑的实际变形因素,结合相关的木材材料配置标准,分析影响建筑变形的原因,明确操作方案和操作方式标准,重视加强专业化结构组织规范和变形应用水平,实现古建筑旧木材变质效果水平的提升,实现保护古建筑的目标。
参考文献
[1] 董少华,王翀,相建凯,等.基于FTIR--ATR法的户县公输堂小木作木材化学组成和结构变化研究[J].红外,2020(7):23-25.