图文详解|古建筑大木构架修缮方法（收藏贴）

古中国建筑

哲学家之家系列文章介绍了中国古建筑的结构，古建筑篇详细介绍了古建筑木框架的结构，今天我们来介绍一下古建筑大型木框架的修复方法。

当建筑物出现结构歪斜、构件断裂、局部倒塌等情况，经调查评估确认有危险性时，应当立即采取抢险加固措施，制定详细修缮方案后，方可进行修缮工作。

在修复加固木结构时，通常会遇到以下七种情况：

1. 结构扭曲

2. 部件断裂

3. 梁椽榫接

4. 支柱与衰败

5. 机翼下垂

6. 檐口折叠

7. 外倾括号

组件倾斜

当建筑物木结构发生倾斜时，应先按倾斜的反方向支撑顶部支撑杆件，室外优先支撑顶部场支撑，室内优先支撑顶部门支撑和龙（叠）门线。对于倾斜较为严重的建筑物，可按木结构倾斜的反方向拉钢丝绳，以保证大型木结构的安全。

知识点1：流程

需要明确

具体流程

过程：

确定加固方案→平整、清理场地→准备加固工具、材料→保护构件→支撑、拉拔安装。

知识点二：实践

需要明确

具体方法

实践：

（1）确定加固方案

加固方案应根据现场实际情况综合确定，并需要考虑以下因素。

①现场要有足够大的面积来设置顶板支撑和拉钢丝绳，如果没有，就得退一步考虑在室内解决问题，但必须检查确认室内结构是否比较坚固，是否具备顶板支撑加固的条件。

②若场地有比较坚固的地面建筑物、树木等，可以适当考虑利用。

③若现场有随时可能倒塌，直接影响木结构安全之墙体或其他可移动物体，应于进行支撑工作前将其拆除。

（2）场地平整及清理

首先，清除一切可能影响支撑顶面或拉动位置的障碍物；确认所要固定的锚固件的强度符合要求。

（3）加固工具及材料的准备

①工具：斧子、大锤、钉锤、锯子、扳手、撬棍等，也可准备千斤顶、起重链条、电动葫芦、手动绞盘、起重支架等工具以备使用。

②材料：撑杆、支撑杆、拉杆（钢管）、地锚（钢凿）、木桩、垫块（梁）、木楔、钢丝绳及配套螺栓、铅丝、大绳、麻绳、铁钉、铁铆钉等。

（4）保护支撑柱顶及钢丝绳拉动处用棉毯、木板（梁）垫高，避免损坏原有构件及构件上的油漆、彩绘。

（5）支撑、拉拔安装

①支撑柱、杆可用杉木或松木制作，垫块（梁）宜用红松或白松，楔块宜用落叶松。柱、杆直径不宜过细或过粗，长宽比宜为1/20左右。立杆倾角宜设在45°～60°，顶部应支撑在柱头上。详见下图。

临时加固说明

左：柱脚临时加固；右：柱头临时加固

临时加固说明

柱头临时加固

②地锚根据土质情况采用钢（管）钻或木桩；楔入地面的深度根据土质情况及建筑物体积确定；若地面条件不适合设置地锚，可设置拉杆，将支撑杆与柱子绑扎在一起，达到固定支撑杆的效果。详见图。

③拉动作业，使用钢丝绳或粗（麻）绳，用篮栓和传统锤子紧固。

④根据建筑物的偏斜程度，在跨度柱与深度柱之间采用辅助剪刀撑（龙门撑、门撑）支撑顶部。

⑤由于仅为建筑物紧急抢险的临时加固，足以保证歪斜、泛水情况不再继续恶化，因此支撑顶撑及牵引钢丝绳只需等力安装即可，不需吊装回原位。

部件断裂

当建筑梁、椽、檩条等构件出现横向裂缝时，必须立即在裂缝处采取支护、加固等措施，避免对建筑主体结构造成更大的破坏。

知识点一：流程

需要明确

具体流程

确定支顶加固方案→平整、清理场地→准备加固工具、材料→保护好构件→安装支顶。

知识点二：实践

需要明确

具体方法

（1）确定顶部支撑加固方案。加固方案应根据现场实际情况综合确定，并考虑以下因素。

①根据构件断裂部位及程度确定支撑方法。

②现场支架顶部地面强度是否满足承载要求，如不满足承载要求，可铺设木板，分散集中荷载。

③ 清除影响支顶施工的障碍物，如有具有文化价值的不可移动物体，应予以保留和保护。

④支撑顶柱上按高度设置多根水平拉杆，以避免失稳。

（2）平整场地，清理支架顶部，保证支架顶部地面强度满足承重要求。

（3）加固工具及材料的准备

①工具：斧头、大锤、锤子、锯子、扳手、撬棍、千斤顶等。

②材料及设施：支撑顶柱、拉杆（木梁或钢管）、垫块（梁）、木楔、钢丝绳、配套螺栓、铅丝、钉子、铁铆钉、作业用移动架等。

（4）构件保护：用棉毯、木板（梁）等将支撑顶部垫好，避免损坏原有构件及构件上的油漆、喷漆。

（5）顶部支撑安装

①支撑柱可用杉木杆或松木；拉杆可用松木梁或钢管；垫块（梁）宜用红松或白松，楔块宜用落叶松；柱直径不宜过细或过粗，长宽比宜为1/20左右。详见下图。

梁椽临时顶部支撑加固示意图

临时支撑加固参考案例

②在支架顶端的地面上铺放木块，用铁钉将木块固定在横梁（桦木）底部。

③将柱子就位，将木楔等工具固定牢固，并用铁铆钉、铁钉、垫块将柱头、柱脚、木楔固定牢固，防止滑动。 ④在柱子与建筑构件之间设置水平拉杆。

⑤ 因为只是对建筑物进行临时应急加固，为了保证梁、椽子断裂部位的状况不继续恶化，在未将支撑柱等强度构件顶回原位的情况下进行了安装。

梁椽接头

当框架因柱基下沉及受外力影响而发生歪斜时，柱、梁、方格、檩条等构件也会被拉出。当梁、方格、檩条等构件的榫头仅轻微拉出时，可用铁铆钉、铁拉杆或扁铁将构件拉紧。当榫头拉出长度超过其自身长度的1/2时，需在榫头下方支撑顶柱或抱柱，同时还需安装上述铁件进行固定。

铁铆钉、铁拉钉

部件加固案例

构件榫卯加固方法示意图

由于建筑物在临时抢险加固后还需要进行正式修复，因此可以考虑将临时抢险加固措施与正式修复措施适当结合起来，避免重复施工，减少浪费。

柱子和烂

柱根腐朽是文物建筑中常见的问题，当确认腐朽严重，已危及建筑本身安全时，应立即进行抢险加固，避免对建筑主体造成更大的破坏。

知识点1：流程

需要明确

主要流程

确定加固方案→平整、清理场地→准备加固工具、材料→保护构件→安装支撑顶板。

知识点二：练习

需要明确

具体方法

（1）确定顶部支撑加固方案

加固方案应根据现场实际情况综合确定，并需要考虑以下因素。

①根据内置柱与外露柱的区别及腐朽柱的深度、高度，确定“抱柱”或“支撑柱（辅柱）”的加固方式。

②现场支架顶部地面强度是否满足承载要求，如不满足承载要求，可铺设木板以分散集中荷载。

③ 清除影响支顶施工的障碍物，如有具有文化价值的不可移动物体，应予以保留和保护。

④支撑顶柱上按高度设置多根水平拉杆，以避免失稳。

（2）平整场地，清理支架顶部，保证支架顶部地面强度满足承重要求。

（3）加固工具及材料的准备

①工具：斧头、大锤、钉锤、锯子、扳手、撬棍、千斤顶等。②材料及设施：支撑杆、拉杆（木梁或钢管）、垫块（梁）、提手木楔、钢丝绳、配套螺栓、铅丝、钉子、铁铆钉、作业用移动架等。

（4）构件保护支撑顶部应垫以棉毯、木板（梁），避免损坏原有构件及上面的画作。

（5）顶部支撑安装

①支撑柱可用杉木杆或木梁；拉杆可用木梁或钢管；支撑柱及垫块（梁）宜用红松或白松，抄楔宜用落叶松；支撑柱直径不宜过细或过粗，长宽比宜为1/20左右；支撑柱宽度不宜小于柱直径的2/3，厚度不宜小于柱直径的1/3。详见下图。

腐朽柱单面柱和双面柱加固方法图解

柱子临时支撑加固参考案例

柱临时支撑加固参考案例

②在支架顶端的地面上铺放木块，用铁钉将木块固定在横梁（桦木）底部。

③将支撑柱、抱柱就位，并将木楔等把手固定牢固。柱头、柱脚、木楔用铁铆钉、铁钉、木垫固定，防止滑动。

④ 柱子与建筑构件之间设置水平拉杆固定。

⑤由于仅是对建筑物进行紧急抢险的临时加固，只要能保证柱的承重安全，支撑柱、支撑柱等安装时无需进行顶升回原位。

翼角下垂

建筑物的转角部分包括老小角梁、角椽和飞椽。由于此部分屋檐的尺寸和屋顶的重量都比主体大，因此，此部分的椽子由于后端与角梁的连接方式，强度不如主体椽子。此外，屋脊容易漏水，导致角梁腐烂弯曲甚至断裂。

知识点：当发现角梁断裂或弯曲时

需要明确

具体方法

当发现角梁断裂或垂度超过梁长的1/100时（垂度应考虑梁体的劣化），我们采用在旧角梁前端支护顶部钢筋的方法（详见下图）。

角梁下垂

角梁腐烂

角梁支撑顶加固位置示意图

其工序和方法与破损构件顶部支撑加固方法相同。

屋檐折叠

建筑物的檐口由檐椽、飞椽等构件组成，属于悬挑构件，受材质、荷载、漏水、安装等异常因素影响，产生弯曲变形甚至断裂，断裂部位通常出现在檐椽与檩条连接处。

知识点：椽子断裂如何加固

需要明确

具体方法

当椽子断裂时，必须立即在其一侧或两侧加装椽子加固，以免椽子断裂，导致屋面倾覆。当椽子下垂时，首先应根据下垂是个别现象还是大面积的普遍现象，区分是自然弯曲还是因荷载过大而下垂。如果是自然弯曲，可以忽略不计。如果是因荷载过大而下垂，且下垂量超过其自身长度的2%，则认为是危险构件，应根据危险程度立即加装支撑顶加固。详见下图。

屋檐椽子下垂

檐椽的自然曲率

檐口支撑顶部示意图

外倾括号

造成牛腿向外倾斜的主要原因有：第一，建筑物檐口负载过重，造成檐口下垂，牛腿向外倾斜；第二，柱子下沉；第三，梁、檩条向外滚动；最后，牛腿内外拉力架配置不合理或内侧未压紧，造成内外重量不平衡。

知识点：支架外倾的主要原因

需要明确

具体方法

通常情况下，牛腿外倾与屋檐下垂或柱子下沉会同时发生，可同时在临时支架顶部加固时进行。支架顶部位置可根据牛腿的破损及受力情况，设置在牛腿的上翻头、上翘底部或桃尖（顶头牛腿）梁处，或牛腿旧角梁底部。（详见下图）。

左图：支架向外倾斜和向下下垂的示意图；右图：支架内、外拉框的示意图，减少了台阶

柱、牛腿及地面的顶部支撑方式与柱、梁相同，平身段、柱顶段、角段牛腿顶部位置如下图所示。

平身、大写和角括号顶部位置图

修缮古建筑大型木结构建筑时，应注意当出现框架歪斜、构件断裂、梁椽榫头松动、柱子腐朽、翼角下垂、檐口折断、斗拱外倾等问题时，应如何进行抢险加固。

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出处：唐崇平《中国传统建筑木工知识入门——文物建筑修复、木雕》