古建修复中的ldquo偷梁换柱rd

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俗话说立木顶千斤,但柱子作为古建房屋中主要的承重构件,对传递屋面荷载起着关键作用,柱子的特殊性决定了柱子的损坏几率远大于其它木构件,所以古建筑维修过程中,柱子修缮是比较常见的,依据柱子的不同位置,不同损坏程度选择合适的修缮方法,对保护文物古建筑本体和结构安全具有重要意义。

常见的柱子损坏状况有裂缝、糟朽和虫蛀。

裂缝有两种,即轮裂与径裂。轮裂是沿年轮的开裂。沿半径方向开裂叫径裂,径裂是木材常见的一种疵病,径裂的深度一般情况下不超过柱径1/3就不会影响其性能,可以通过修补而加以利用。

糟朽

糟朽是由于传统建筑防潮功能较差,地下的潮气很容易通过灰土、磉墩、墙体侵入到木柱内部。一些表面都做了地仗油漆,但木材并未干燥的木柱,聚集在内部的水气无法散出,久而久之就会造成木柱内部特别是柱根部分的糟朽。

虫蛀

虫蛀主要是白蚁的蛀蚀,是木结构特别是南方地区的木结构是常见的病害,它导致柱子中空糟朽,给建筑物带来严重的隐患。

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“偷梁换柱”的一般含义为以假代真,暗中改变事物的本质,从而更换事物原有关键内容,使其不能发挥作用。然而,在我国古建筑领域,“偷梁换柱”却属于一种科学实用的修缮加固方法。在古建营造专业领域里,"偷梁换柱"指的是古代匠人在对建筑进行大修时,在不改变整体结构的情况下,更换大梁或柱子的一种施工方法。

传统意义上古建修复的“偷梁换柱”其过程包括揭露、偷梁、抽柱、换柱等内容。

揭露

揭露是使出现问题的立柱暴露出来。

偷梁

偷梁是托梁的谐音,即采用“假柱”托住原柱上部的梁。“假柱”为完好的木料,被安装在原有立柱附近,用于临时支撑梁。梁及其上部构架的重量,已由“假柱”承担,并通过“假柱”,把该重量向下传至地基。

抽柱

抽柱是把柱子底部糟朽部分抽去,以便于用新柱代替。原柱糟朽部分去掉后,剩余的部分做成巴掌形:底部伸出柱子直径1/2的截面、柱子直径1.5倍的长度,用作与新柱搭接。抽柱后,原柱处于架空状态,无法发挥作用,但是这并不影响上部结构的安全。其主要原因在于有“假柱”支撑梁,发挥托(偷)梁的作用。除巴掌榫墩接外还有抄手榫及螳螂头榫等墩接方式。

巴掌榫墩接

抄手榫墩接

螳螂头榫墩接

换柱

换柱是用新柱替换原柱的糟朽部分。新柱与被抽去的糟朽部分同材料、同形状、同尺寸,且顶部亦做成巴掌榫形状。这样一来,新柱与原柱的剩余部分搭接后,不仅仅在外观形成一个整体的立柱,而且在竖向形成一定长度的搭接面。随后,施工人员在搭接长度范围内用铁箍箍牢立柱,这样有利于新柱、原柱之间相互挤紧,协同发挥支撑作用。换柱后,再把“假柱”拆除,即完成了原有立柱的加固。

当木柱严重糟朽或高位腐朽,或发生折断,不能用墩接方法进行修缮时,可以采取抽换或加辅柱的方法来解决。首先将与柱子相关的梁、枋等构件支顶牢固,构件支起高度要大于檐枋自身高,创造抽出柱子的条件,然后将柱子撤出,换上新柱。抽换柱子方法有两种:

方法一

1.首先确定柱高后用牮杆、垫木、抄手楔将梁、枋等构件支顶牢固;

2.然后拆除地面、柱础磉墩,移出柱顶石,之后拆除残损柱,制作新柱;

3.最后恢复柱础磉墩,新柱入位后安装柱顶石。

拆除柱顶石抽换柱子示意图

方法二

1.确定柱高后用牮杆、垫木、抄手楔将梁、枋等与柱连接的构件支顶牢固,有斗栱的建筑在室外一侧加装一根斜戗,支顶在斗栱头翘部位;

2.根据柱头枋、梁榫卯的高度及松紧情况锯除部分残损柱根,残损柱的锯除面为斜面马蹄形,其短角面向室内,长角面向外,锯除面的斜度以能向外拆卸残损柱为准,也可根据木构件的实际情况作调整;

3.拆卸残损柱,制作新柱,新柱按第二步所述方法锯出马蹄形斜面,并按对应尺寸做出柱脚垫木,垫木应采用密度高的硬木,减少劈裂,垫木根据柱顶石原状确定是否做出管脚榫,在安装中可根据实际情况适当调整管脚榫的高度;

4.自外向内安装新柱(如安装困难,可将入榫卯口适当加宽,安装入位后用木枋补严)、柱根垫木,安装铁箍,铁箍宽度要宽于柱脚马蹄形斜面30-50mm;

5.拆除牮杆。

不拆除柱顶石抽换柱子示意图

“偷梁换柱”的加固方法对原有梁、柱扰动小。从梁的角度而言,其为水平受力构件,并在两端把外力向下传给立柱。梁只有保持水平稳定状态,才能保证整个大木结构的稳定。在加固古建筑时,“偷梁”实际为托梁,即由原柱、“假柱”、新柱分别支托梁,且整个过程中梁始终受到支托,因而能始终保持水平稳定状态。从柱的角度而言,其为竖向支撑构件,并最终把上部构件的重量传给地基。立柱只有充足的承载力,且与梁有可靠连接时,才能有效承担梁传来的作用力。“换柱”加固过程中,技术人员虽然将原柱抽去,但是预先将“假柱”设立于原柱附近,让“假柱”代替原柱发挥支撑作用,因而换柱过程对结构整体的稳定基本无影响。换柱完成后,新柱与原柱有着同样的材料、尺寸,且与梁有着相同的可靠连接方式,因而完全能够代替原柱发挥支撑作用。

-END

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