某木结构古建筑的鉴定加固实例

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摘要：针对某木结构古建筑房屋安全性存在的问题，进行检查、检测、分析、验算，提出了房屋安全鉴定加固意见。事实表明，将碳纤维加固法与木结构加固技术相结合，能使古建筑满足新的使用要求，也能很好地保持古建筑原貌。

关键词：木结构古建筑、现场勘察、鉴定加固

Abstract: based on the ancient building houses a timberwork safety problems, check, inspection, analysis, and check, puts forward the building safety appraisal reinforcement opinion. In fact, the carbon fiber reinforced method and strengthening technology timberwork combination, can make the ancient building to meet the new requirement, also can remain well as ancient buildings.

Keywords: timberwork ancient building, on-site investigation and appraisal reinforcement

中图分类号：TU318 文献标识码：A文章编号：

中国木结构古建筑以木构梁柱系统作为承重结构。木构梁柱系统约在春秋时期兴起，到汉代得以成熟。木结构大体可分为抬梁式、穿斗式、井干式，以抬梁式最为普遍。木结构构件的危险性鉴定应包括承载能力、构造与连接、裂缝和变形等内容。如某清真寺始建于明末清初，至今已使用600多年，为中国传统四合院建筑形式，是襄阳市保存较完好的寺院，属湖北境内规模较大，历史最久的清真寺之一。经过一段历史时期的使用，虽外观较好，但内部结构较差，检测鉴定较为困难。

受市民主管理委员会委托，在保持原有建筑物外貌、平面布置、结构体系和内饰风格的基础上，提出维修加固处理方案，消除了安全隐患、保障了使用安全。为此，在勘测前制定了详细方案、现场勘察的重点。

1初始调查

经初始调查，某清真寺寺门为三层飞檐式门楼，两端为双龙捧寿封火墙，门壁两侧镶有壁花及阿拉伯文字屏，主体建筑礼拜大殿为中国宫殿式，分卷棚、正殿、窑殿3部分，勾连搭相接，建筑面积398m²，可供500人同时礼拜。礼拜正殿屋盖为重檐梁架木结构，屋脊高度为5.2m，砌筑墙厚最大值0.5m。寺内残碑记载，清真寺“肇自前明永乐年间”。清乾隆五十七年（1792年）重修时捐助穆斯林有222户，可知当时樊城回民已复不少。道光二十三年（1843年），同治六年（1867年）均有重修，期间作为寺院使用。“”中曾遭破坏，1982年政府拨款予以全面维修。

近年来开斋节人流量较大，亟待全面加固修缮。但是，由于该古建筑年代久远，无地质勘察报告，原建筑、结构设计图纸和检测资料缺失，对此类历史悠久、具有文物保护价值的建筑物，进行鉴定、加固、维修困难重重。因此检测鉴定工作方案拟定为：以鉴定标准为依据，用裂缝测宽仪、激光测量仪、全自动数字回弹仪、全站仪、锤子等设备，对其地基基础、墙体、木柱、木梁、屋架等进行实地勘测、检查和分析。总平面如图1所示。

2现场详细勘察

2.1地基基础

结合《文物保护法》的规定，不便于对地基基础破坏性开挖检测，参照附近老城区，场地土类型为软弱土，持力层承载力较低fak=80kPa，中压缩性土。重点检查了基础与承重结构连接处的现状，发现散水勒脚有开裂、排水不畅、地基浸泡等状况，基础局部受腐蚀、酥碎而折断，导致上部墙体裂缝、柱倾斜等现象。

2.2 砌体结构构件

外墙局部墙厚0.5m，青砖和粘土砖石灰砂浆砌筑。外观检查发现部分砌体风化、墙体开裂、倾斜，外墙面粉刷层脱落。限于当时的技术水平，砌体强度及砂浆饱满度很低，无抗裂及构造措施，结构延性差，抗不均匀沉降所产生的附加应力及温度应力能力差。现场重点检测了外部承重墙体的裂缝和倾斜度。

经检查表明：实测承重外墙倾斜偏差达15mm，承重墙多处出现明显竖向或斜向裂缝，最宽处达12.5mm，具体裂缝位置、大小如图2房屋损坏部位示意所示。

2.3木结构构件

通过检测屋盖系统结构构造，查明5-10/J-M轴为三角形木屋架，矢高1.6m,上弦杆为100X150mm，下弦杆为150X200mm，木桁条断面为Ф100～150 mm，等距搁置。木结构材质，年代久远，部分木柱、木梁有老化、空鼓、腐朽、虫蛀、胀裂等现象，其中8/L轴处木梁板局部下挠94mm。局部木结构损坏如图3所示。

3 检测验算与分析判断

3.1地基基础

根据相关资料，一般情况下地基经过几百年压缩，持力层较密实，地基承载力有所提高，但即使持力层承载力特征值可以提高30%，并经修正计算该古建筑的地基承载力仍小于在竖向轴心荷载作用下，墙、柱基底面最大压应力的要求。

地基土压缩固结、沉降是长期渐变的过程，该建筑邻近汉江边，在丰水期地下水位上升，地基易受浸泡，以及邻近现代建筑施工、降水等原因的影响，地基沉降待加固完毕后，应进一步沉降观察。

综上所述，地基基础已不能满足现行规范的要求，需加固处理。

3.2 砌体结构

外墙高厚比及轴压强度验算：外墙墙厚240～500mm，实测砖为MU5，砂浆为M2.5,室外至檐口为4.5m，则最薄处高厚比β=4.5/0.24=18.75>14=[β] 不满足要求，最厚处高厚比β=4.5/0.5=9

综上所述，砌体结构不满足安全使用要求，应采取补强加固措施。

部分承重墙体裂缝检测、验算、评级如表1所示；部分承重外墙倾斜检测、验算、评级如表2所示。

表1部分承重墙体裂缝检测、验算、评级表

序号 位置 裂缝形式 最大裂缝宽度（mm） 评定等级

1 7-8/M轴 圆形拱窗上下口斜向 2.2 Td

2 8-10/K-M轴 拱窗上口斜向 12.5 Td

3 5-7/J-M轴 窗下口斜向 6.3 Td

4 7/G-J轴 斜向 10.6 Td

5 1-2/E轴 窗下口斜向 10.5 Td

6 2/A轴 竖向 1.3 Fd

注：依据《危险房屋鉴定标准》JGJ125-99第4.3.4-2条判别，Td级为危险构件，Fd级为非危险构件。

表2部分承重外墙倾斜检测、验算、评级表

序号 检测位置 实测外倾偏差（cm） 倾斜率（%） 评定等级

1 7-8/M轴 0.3 0.083 Fd

2 8-10/K-M轴 1.5 0.417 Fd

3 5-7/J-M轴 0.85 0.236 Fd

4 7/G-J轴 1.25 0.347 Fd

5 1-2/E轴 1.1 0.306 Fd

6 2/A轴 0.2 0.056 Fd

注：依据《危险房屋鉴定标准》JGJ125-99第4.3.4-6条判别， Fd级为非危险构件；层高按3.6m最不利取值。

3.3 木结构

木梁板局部下挠挠度94mm>42.67mm =L/150=6400/150，符合《危险房屋鉴定标准》JGJ125-99，第4.4.4-3条Td级；部分木桁条存在顺纹干缩、鼓胀裂缝；部分节点有松动现象；木檩板局部油漆脱落、松动、破损、塌陷以及老化，个别木杆件有明显白蚁侵蚀痕迹。

综上所述，木结构不满足安全使用要求，应采取补强加固措施。

3.4房屋现状抗震评估该房屋重修于18世纪末，襄阳城区抗震设防烈度为6度，按7度设防，设计及建造时并无结构抗震构造措施，故在抗震构造上有较多缺陷。按国家现行《建筑抗震鉴定标准》GB50023-2009对房屋抗震构造与结构系统进行分析，主要有有以下方面不符合要求：①、砌体、砂浆强度不满足抗鉴标5.2.2条的要求；②、木构件腐朽、严重开裂而可能丧失承载能力，符合抗鉴标10.1.9条；③、砖墙和砖砌圆形拱窗，无抗震构造措施，符合抗鉴标10.2.3条。

以上不足是先天性缺陷，不满足现行抗震设计或抗震鉴定标准，应按抗鉴标的要求进行加固。经历几百年的历史，遭受过远震的考验，具有一定的抗震性能，因此在结构整体性不符合抗震要求时，应增加构造措施。

4 原因分析

该寺由于建造年代较早，受外界因素及自身因素的影响，如散水开裂、自然排水、基础下卧层浸水松软，地基局部出现不均匀沉降、墙体局部开裂倾斜，木结构屋架腐朽、虫蛀、瓦屋面局部下陷，木柱、木梁局部空鼓、虫蛀，木檩板局部油漆脱落、松动、破损、塌陷以及老化，个别杆件明显有白蚁侵蚀痕迹，危及安全使用。

导致墙体开裂和倾斜的主要因素细分为：①、地基承载力不满足上部荷载要求，且持力层为中压缩性土，沉降量较大；②、周围邻近建筑（如回民小学教学楼）地基施工时的影响；③、室外散水勒脚开裂，排水不畅致地基浸泡；④、临汉江边，早晚温差较大，温度应力的影响。

5鉴定结论

依据国家行业标准《危险房屋鉴定标准》JGJ125-99之规定及评定原则，结合房屋历史状态、环境影响、发展趋势及构件损坏程度、数量比例、可修复性等，综合评定该房为C级，即局部承重构件承载力不能满足要求，不能确保住用安全，构成局危房。

6加固处理建议

为保障房屋使用安全，结合《文物保护法》的规定，现根据《市危险房屋管理暂行办法》第八条之规定，按以下处理意见，迅速采取措施，及时修缮加固处理：

①、地基、基础加固：分别采用水泥灌浆法和增加基底截面法。

②、砌体结构加固：所有裂缝均采用注浆封闭，部分外墙内侧增加60mm厚钢筋砼，砖砌圆形拱采取钢丝网加固防塌落。

③、木结构加固：按照古建筑木结构修旧如旧的原则，先对各木构件进行白蚁灭治，再采用碳纤维粘贴法加固梁柱节点、化学灌浆法加固腐朽柱脚、附加钢连接件法加固个别变形过大构件等措施。

④、其它：应拆除周围搭建的房屋，修缮散水、排水沟，确保不滞水、渗透、浸泡地基持力土层；外墙面粉刷层照原样修复；增加檐口出挑长度，防止雨水飘入室内。

具体详细的加固修缮施工方案，应由有设计资质的部门，出具正式施工图设计，并由有资质的施工单位实施，施工过程中应加强对该房屋的观察。

7结束语

该房屋历经百年，受外界和自身的影响，地基、基础、墙体、木构件、屋盖等均存在不安全隐患，应该按照修旧如旧的原则进行加固、补强处理，使清真寺市级文物保护建筑，延长使用年限。事实表明，将碳纤维加固法与木结构加固技术相结合，能使古建筑满足新的使用要求，也能很好地保持古建筑原貌。

参考文献：

[1] 黎清毅 羿奇 鲍涛.某木结构古建筑的鉴定与加固方案. 江苏建筑.2009.第01期.17页

[2] 刘忠诚 刘启康 刘国葵 唐鹏.天主教徐州教区耶稣圣心堂房屋安全鉴定.房屋安全鉴定委员会论文集.2002年3月～2005年8月.第81页

[3] JGJ 125－99. 危险房屋鉴定标准

[4] GB50165-92. 古建筑木结构维护与加固技术规范

[5] GB50023-2009.《建筑抗震鉴定标准》

[6] GB 50003-2001. 砌体结构设计规范

作者简介：

刘定强（1984-），男，助理工程师，湖北省襄阳市房屋安全鉴定管理所

丁志强（1959-），男，工程师，湖北省襄阳市房屋安全鉴定管理所

刘其华（1967-），男，高级工程师，湖北省襄阳市房屋安全鉴定管理所

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