古建筑木结构维护与加固技术规范.docx
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古建筑木结构维护与加固技术规范
古建筑木结构维护与加固技术规范
1总则
1.0.1为贯彻执行国家有关法律法规，加强对古建筑木结构的科学保护，使古建筑得到正确的维护与修缮，特制定本规范。
1.0.2本规范适用于古建筑木结构及其相关工程的检查、鉴定、维护与加固。
1.0.3为长远保护古建筑工作的需要，每次维护与加固所进行的勘查、测试、鉴定、设计施工及验收的记录、图纸、照片和审批文件等资料均应建档保存。
1.0.4古建筑木结构维护与加固，除应遵守本规范外，尚应符合国家现行有关标准规范的规定。
2术语
2.0.1鉴定appraisal
实施一组工作活动，以证明现存结构今后使用的安全性和抗震性能。
2.0.2勘察exploration
对结构、构件的状况或性能所进行的现场检查、检测和调查等工作。
2.0.3监测monitoring
对结构的状况或作用所进行的经常性或连续性的观察或测量。
2.0.4评定assessment
根据调查、检测和分析验算结果，对现存结构的安全性或抗震性能进行的评价。
2.0.5结构加固strengtheningofstructure
对安全性不足的承重结构、构件及其相关部分采取的增强、局部更换或调整期内力等措施。
2.0.6原构件existingstructuremember
实施加固前的原有构件。
2.0.7重要构件importantstructuremember
其自身失效将影响或危及结构体系整体安全的承重构件。
2.0.8一般构件generalstructuremember
自身失效为孤立事件，不影响或危及结构体系整体安全的承重构件。
2.0.9构件集memberassemblage
同种构件的集合，有主要构件集和一般构件集之分。
2.0.10木构架timberframe
以木质构件承重，以榫卯为主要连接方式的中国式构架结构。
根据地域和构造方法的不同，分为抬梁式木构架和穿斗式木构架。
2.0.11梁架beamframe
古建筑中屋顶承重木结构的总称。
2.0.12枋lintel
古建筑木构件中主要起联系作用的方木构件。
2.0.13斗栱（DOUGONG）bracketsystem
由方块形木制的栱、翘、斜伸的昂和矩形截面的枋层层叠托而成的组合构件，主要置于屋檐下和梁柱交接处，当参与传力时，也有置于柱间。
2.0.14残损点damagepoint
承重结构体系中某一构件、节点、连接或某一关键部位已处于不能正常受力、不能安全使用或濒临破坏的状态。
根据其严重程度可分为轻度残损点、中度残损点、重度残损点。
2.0.15修整加固strengtheningmethodbyrepairing
在不揭除瓦片和不拆动构架的情况下，直接对木构架进行整体加固。
这种方法适用于木构架变形较小、构件位移不大，不需要打牮拨正的维修工程
2.0.16打牮拨正strengtheningmethodtoresetthecomponent
在不拆落木构架的情况下，使倾斜、扭转、拔榫的构件复位，再进行整体加固。
对个别残损严重的梁枋、斗栱、柱等应同时进行更换或采取其他修补加固措施。
2.0.17落架大修strengtheningmethodbyremovingallorpartofthewoodenframe
全部或局部拆落木构架，对残损构件或残损点逐个进行修整，更换残损严重的构件，再重新安装，并在安装时进行整体加固。
3基本规定
3.0.1古建筑木结构的维护与加固，不得改变文物原状。
当发现有影响或危及古建筑安全的因素时，应予以维护或加固。
3.0.2维护与加固古建筑木结构时，应保存其原形制、原结构、原材料和原工艺。
3.0.3维修时应采取下列防止古建筑木结构受潮腐朽或遭受虫蛀的措施：
1．从构造上改善通风防潮条件，使木结构经常保持干燥。
2．对易受潮腐朽或易遭受虫蛀的木结构，应采用防腐防虫药剂进行处理，具体措施应符合本标准附录A的规定。
3.0.4维护加固设计时应采取防止古建筑木结构遭受火灾和雷击的措施，并应符合本标准附录B和附录C的规定。
3.0.5当有必要修补或更换原有木构件时，其所使用的木材应符合下列规定：
1.与原有构件属同一树种；当有困难时，也应采用材性相近的树种。
2.新换木材的含水率应接近当地平衡含水率。
3.可见部分的纹理、色泽应与原有构件相似。
4.新换木构件上应做标记，满足可识别的要求。
3.0.6古建筑木结构的维护与加固的方案与设计，应根据该结构勘查和结构鉴定结果确定，并应遵守最少干预原则。
3.0.7古建筑木结构的维护与加固工程，可按下列规定分为三类：
1.保养维护工程，应对文物的轻微受损进行日常性、季节性的修整养护。
2.修缮、加固工程，应为保护文物本体所必需进行的修理、修补或补强加固等作业的工程，也应包括结合结构加固而进行的局部复原工程。
3.抢险性工程：
系指古建筑发生严重危险时，由于技术经济物质条件的限制，不能及时进行彻底修缮而采取的临时加固措施。
对于抢险性工程，除应保障建筑物安全控制残损点的继续发展外，尚应保证所采取的措施不妨碍日后的彻底维修。
3.0.8当采用现代材料和现代技术确能更好地保存古建筑时，可在古建筑的维护与加固工程中予以引用，但应遵守下列规定：
1.仅用于原结构或原用材料的修补、加固，不得用现代材料去替换原用材料；
2.先在一定范围内试用，再逐步扩大其应用范围。
应用时，除应有可靠的科学依据和完整的技术资料，证明其有效性及对文物无害外，还应通过质量检验、并应具有使用说明书。
3.0.9古建筑木结构的管理单位和使用单位，应保护古建筑，不得擅自拆建、扩建或改建。
4工程勘查
4.1一般规定
4.1.1保护古建筑木结构应具备以下资料：
1.所在区域的地震、雷击、洪水、风灾和特大自然灾害等史料；
2.历史上维修、改建、扩建等情况；
3.所在地区的地震基本烈度和场地类别；
4.保护区的火灾隐患分布情况和消防设施、设备；
5.保护区的环境污染源；
6.保护区内存在的其他有害影响因素。
4.1.2当有专项需要时，尚应进一步取得下列基础资料：
1.古建筑所在地的区域地质构造背景；
2.古建筑场地的工程地质和水文地质资料；
3.古建筑保护区的近期气象资料；
4.古建筑保护区的地下资源开采情况。
4.1.3在维修古建筑木结构前，应对其现状进行详细的勘查。
古建筑木结构的勘查应符合下列规定：
1.古建筑木结构的勘查，应包括法式勘查和残损情况勘查两类；
2.残损情况勘查，应对建筑物的承重结构及其相关工程损坏、残缺程度与原因进行勘查。
4.1.4古建筑的勘查应符合下列规定：
1.勘查使用的仪器应满足要求。
对长期观测的对象，尚应设置坚固的永久性观测基准点。
2.不得使用温度骤变、强烈照射、强震动等有损于古建筑及其附属文物的勘查手段。
3.勘查结果，除应有勘查报告外，尚应附有该建筑残损情况和尺寸测绘图纸、照片和必要的文字说明资料。
4.在勘查过程中，发现险情，或发现题记、文物时，应立即保护现场，并应及时报告国家相关文物管理部门，勘察人员不得擅自处理。
4.2承重木结构的勘查
4.2.1承重木结构的勘查，应包括下列内容：
1.结构、构件及其连接的尺寸；
2.承重构件的受力和变形状态；
3.主要节点、连接的工作状态；
4.结构的整体变位和支撑情况；
5.历代维修加固措施的现存内容及其目前工作状态。
4.2.2当需评定结构安全性时，承重结构的勘查，尚应按本标准第6.2节涉及结构、构件安全性的勘查项目和内容进行。
4.2.3对承重木结构整体变位和支撑情况的勘查，应包括下列内容：
1.测算建筑物的荷载及分布；
2.检查建筑物的地基基础情况；
3.观测建筑物的整体沉降或不均匀沉降；
4.实测承重结构的倾斜、位移、扭转和支撑情况；
5.检查支撑或其他承受水平作用体系的构造及其残损情况。
4.2.4对承重结构木材材质及其劣化状况的的勘查，应包括下列内容：
1.查明木材的树种及其材质情况；
2.测量木材腐朽、虫蛀、变质的部位、范围和程度；
3.测量对木构件受力有影响的裂缝部位和尺寸；
4.对下列情况，尚应测定木材的强度或弹性模量：
1）需做承载能力验算，且树种较为特殊；
2）有过度变形或局部损坏，但原因不明；
3）拟继续使用火灾后残存的构件；
4）需研究木材老化变质的影响。
4.2.5对承重构件受力状态的勘查，应包括下列内容：
1.梁枋构件：
1）梁、枋跨度或悬挑长度、截面形状及尺寸、受力方式及支座情况；
2）梁、枋的挠度和侧向变形（扭闪）；
3）檩、椽、櫊栅（楞木）的挠度和侧向变形；
4）檩条滚动情况；
5）悬挑构件下垂或翘起的情况；
6）构件折断、劈裂或沿截面高度出现的受力皱褶和裂纹；
7）屋盖、楼盖局部塌陷的范围和程度。
2.柱类构件：
1）柱高、截面形状及尺寸，柱的两端固定情况；
2）柱身弯曲、折断或劈裂情况；
3）柱头位移；
4）柱脚与柱础的错位；
5）柱脚下陷。
3.斗栱：
1）斗栱构件及其连接的构造尺寸；
2）整攒斗栱的变形及错位；
3）斗栱中各构件及其连接的残损情况。
4.2.6对主要连接部位工作状态的勘查，应包括下列内容：
1.梁、枋拔榫，榫头开裂、折断或卯口劈裂；
2.榫头或卯口处的压缩变形；
3.铁件锈蚀、变形或残缺。
4.2.7对历代维修加固措施的勘查，应重点查清下列情况：
1.当前受力状态；
2.新出现的变形或位移；
3.原腐朽部分挖补后，重新出现的腐朽；
4.因维修加固不当，而对古建筑其他部位造成的不良影响。
4.2.8对建筑物的下列情况，应在较长时间内进行定期观测：
1.建筑物不均匀沉降、倾斜（歪闪）或扭转有发展迹象的；
2.承重构件有明显的挠曲、开裂或变形，连接有较大的松动变位，但不能断定已停止发展的；
3.承重木结构的腐朽、虫蛀虽经药物处理，但需观察其药效的；
4.为重点保护对象或研究对象专门设置的长期监测点。
4.2.9对需要保护的古建筑，应在每次地震、风灾、水中、火灾、雷击等较大自然灾害发生后，进行一次全面检查。
4.3相关工程的勘查
4.3.1对木构架为主要承重体系的古建筑维修工作，应对其相关工程进行全面勘查，并应采取必要的防护措施，不得因维修木结构而损害相关工程及附属文物。
4.3.2相关工程的勘查，应重点查清下列情况：
1.现状及其细部构造；
2.原用的材料品种、规格和数量；
3.与主体结构的构造联系；
4.残损情况及其形成原因，以及在维修中可能产生的问题。
4.3.3当维修古建筑需揭瓦时，应查清下列情况：
1.屋顶式样，包括正脊、垂脊、戗脊、博脊的纹样、尺寸、相对位置及做法；
2.屋面的坡长、曲线囊度、瓦垄数及做法；
3.瓦件的形制、规格、色彩和数量。
4.3.4在勘查过程中，当发现有因构件大量受潮或因构件上通风不良而导致木材大面积腐朽、霉变时，除应查清受损的部位、范围和严重程度外，尚应查清下列情况：
1.原通风防潮构造的固有缺陷；
2.历代维修改造不当，对原构造功能的损害；
3.包含相邻建筑排水系统影响的其他隐患。
4.3.5当维修木结构需暂时拆除、移动或加固其墙壁时，除应按本标准第4.3.2条的规定勘查有关情况外，尚应查清墙壁上的悬塑、壁画以及其他镶嵌文物的位置、构造及残损现状。
4.3.6对木结构所处环境的勘查，除应掌握本标准第4.1.1条规定的基础资料外，尚应查清下列情况：
1.古建筑保护范围内排水设施状况和场地排水设计；
2.古建筑保护范围内电线线路安全防护措施和检查维修制度；
3.古建筑与四周道路的距离，当古建筑位于交通要道时，尚应检查防止车辆碰撞的设施；
4.古建筑保护区域内，火源和依然堆积物情况；
5.消防设施和防雷装置的现状。
5工程监测
5.0.1当古建筑存在下列情况之一时，应根据其保护要求对结构工作状况及环境影响进行监测：
1.基础沉降或结构变形不稳定且变化趋势不明确；
2.结构荷载与受力状态复杂，难以在检测期间确定结构安全性鉴定所需的参数范围与变化规律；
3.需对结构关键部位工作状态及环境影响进行监测，或许根据监测数据对结构进行维护、加固；
4.结构工作状态可能受到振动作用的影响；
5.结构刚度可能存在变化时；
6.重要结构维修加固施工时。
5.0.2古建筑结构、构件的变形监测及环境温湿度监测，应分别本标准附录D和附录E的规定。
5.0.3对结构进行监测前，应按下列规定制订监测方案：
1.对结构作用、结构受力特征、结构变形状态、结构残损现况等进行分析；
2.根据结构特点和鉴定需要，选择并确定检测部位、监测参数与检测周期；
3.应根据其防雷、防火要求选择监测设备；
4.监测系统应设预警阈值。
5.0.4监测系统的传感器、仪器等安装使用及测量精度范围要求应按国家现行有关标准执行。
5.0.5监测系统的实施，应符合下列规定：
1.监测系统安装完毕后，应对检测设备、数据传输及软件系统的协调工作性能和稳定性能进行调试；
2.监测系统调试合格后，应进行一定时间的试运行；
3.仪器监测宜与巡视检查相结合；
4.监测系统运行期间，应有专人负责其管理与维护；
5.监测系统运行期间，应定期对监测数据进行分析，并实时发布监测报告。
6古建筑木结构的鉴定
6.1一般规定
6.1.1对下列情况，古建筑木结构应进行安全性鉴定：
1.年久失修；
2.所处的环境显著改变；
3.遭受灾害或事故；
4.发现地基基础有不均匀沉降或结构、构件出现新的腐蚀、损伤、变形；
5.其他需要掌握该建筑安全性水平时。
6.1.2当遇下列情况，宜进行专项鉴定：
1.结构的维修有专项要求时；
2.结构存在明显的振动影响时；
3.结构的加固效果需要评定时；
4.结构需要进行长期监测时。
6.1.3古建筑木结构的安全性鉴定，应以现场勘查发现的残损点及其对结构、构件安全性的影响为依据，按勘查项目、构件和结构体系划分为三个层次；每一层次宜划分为四个安全性等级；从勘查项目开始，应按表6.1.3逐层进行评定。
当仅要求鉴定某层次的安全性时，鉴定工作可只进行到该层次。
表6.1.3安全性鉴定评级的层次、等级划分及工作内容
层次
一
二
三
层名
勘查项目
单个构件
结构体系
等级划分
A、B、C、D
A、B、C、D
A、B、C、D
安全性鉴定程序
承重结构
按残损点及残损程度评定该项目等级
按残损点及残损程度评定该项目等级
结构体系中每一构件集评定
综合评定结构体系安全性等级
按结构布置、结构间联系和抗侧向左右系统评定结构整体牢固性等级
围护结构
按围护系统结构、构件的勘查项目及鉴定步骤逐层评定每个层次等级
6.2一般规定
6.2.1对古建筑木结构中涉及安全的勘查项目进行鉴定时，应按表6.2.1的评级标准评定其残损等级或安全性等级。
表6.2.1古建筑木结构残损等级或安全性等级评级标准
等级划分
评级标准
a’级
勘查中未见残损点或残损点已得到修复
b’级
勘查中仅发现有轻度残损点或疑似残损点，但尚不影响安全
c’级
有中度残损点，已影响该项目的安全
d’级
有重度残损点，已危及该项目的安全
注：
当需评定构件的安全性等级时，次评定结果取名为残损等级；当不进行构件的安全性等级评定时，此评定结果取名为勘查项目的安全性等级。
6.2.2的评级标准评定其残损等级或安全性等级。
1.古建筑木结构勘查项目的残损点，应按其对结构、构件安全性的影响程度划分为未见残损、轻度残损、中度残损和重度残损四种状况；
2.对未见残损和轻度残损，可由鉴定人员根据实际完好程度做出判断；
3.对显著残损，应按本节给出的其低限标准进行评定，而评定结果取“中度残损”和“重度残损”，宜由鉴定人员根据实际严重程度进行判定。
6.2.3古建筑承重木柱的残损点，应按表6.2.3的标准评定。
表6.2.3承重木柱残损点标准评定
项次
勘查
项目
勘查
内容
残损点标准评定
中度残损或重度残损
1
柱的
材料
劣化
（1）腐朽或老化变质在任一界面上，腐朽或老化变质（两者合计）所占面积与整截面面积之比ρ
a）当仅有表层腐朽或老化变质时
ρ>1/5，或不少于木节已恶化为松软节或腐朽节
b）当仅有心腐时
ρ>1/7
c）当同时存在以上两种情况时
不论ρ大小，均视为残损点
（2）虫蛀，沿柱长任一部位
有虫蛀孔洞，或未见孔洞，但敲击有空鼓音
（3）扭斜纹并发斜裂
斜裂缝的斜率大于15%，且裂深大于柱径2/5或材宽的1/3
2
柱身弯曲
弯曲矢高δ
δ>L0/250（L0为柱的无支长度）
3
柱身损伤
沿柱长任一部位的损伤
有劈裂、断裂或压皱迹象出现
4
柱脚在柱础上承压面积
柱脚底面与柱础间实际抵承面积与柱脚处柱的原截面面积之比ρc
ρc>3/5
5
柱础错位
柱础错位柱与柱础之间错位置与柱径或柱截面沿错位方向的尺寸之比ρd
ρd>1/6
6
历次加固现状复查
（1）原墩接的完好程度
柱身有新的变形或变位，或榫卯已脱胶、开裂，或铁箍已松脱
（2）原灌浆效果
a）浆体与木材粘结状况
浆体干缩，敲击有空鼓音
b）柱身受力状况
有明显的压皱或变形现象
（3）原挖补部位的完好程度
已松动、脱胶，或又发生新的腐朽
注：
当柱脚与柱础间的实际抵承面处于严重偏心状态时，应在柱的承载力验算中计入偏心的影响。
6.2.4古建筑承重木梁、枋的残损点，应按表6.2.4的标准评定。
表6.2.4承重木梁、枋残损点标准评定
项次
勘查
项目
勘查
内容
残损点标准评定
中度残损或重度残损
1
材料
劣化
（1）腐朽或老化变质在任一界面上，腐朽或老化变质（两者合计）所占面积与整截面面积之比ρ
a）当仅有表层腐朽或老化变质时
梁身
ρ>1/8，或不少于木节已恶化为松软节或腐朽节
梁端
（支承范围内）不论ρ大小，均视为残损点
b）当仅有心腐时
不论ρ大小，均视为残损点
（2）虫蛀
有虫蛀孔洞，或未见孔洞，但敲击有空鼓音
（3）扭斜纹并发斜裂
有斜裂缝，且斜率大于15%
2
弯曲变形
（1）竖向挠度最大值ω1或ω‘1
当h/l>1/14时，ω1>l2/2100h
当h/l≤1/14时，ω1>l/150
对300年以上的梁、枋，当无其他残损时，可按ω‘1>ω1+h/50来评定
（2）侧向弯曲矢高ω2
ω2>l/200
3
梁身损伤
（1）跨中断纹开裂
有裂纹，或未见裂纹，但梁的上表面有压皱痕迹
（2）梁端劈裂（不包括干缩裂缝）
有受力引起的端裂或斜裂
4
历次加固
现状复查
（1）梁端原拼接加固完好程度
已变形，或已脱胶，或螺栓已松脱
（2）原灌浆效果
浆体干缩，敲击有空鼓音，或
注：
表中l为计算跨度；h为构件截面高度。
6.2.5当斗栱有下列损坏之一时，应视为残损点：
1.整攒斗栱明显变形、错位或扭转；
2.斗栱中受弯构件相对挠度已超过1/120；
3.栱翘折断，小斗脱落，且每一枋下连续两处发生；
4.栱的扭曲超过3mm；或斗的压陷超过3mm；或有劈裂、偏斜、位移；
5.整攒斗栱的木材发生腐朽、虫蛀或老化变质，并已影响斗栱受力；
6.柱头或转角处的斗栱有明显破坏现象。
6.2.6屋盖残损点，应按表6.2.4的标准评定。
表6.2.6屋盖残损点标准评定
项次
勘查
项目
勘查
内容
残损点标准评定
中度残损或重度残损
1
椽条
（1）材质劣化
已腐蚀或虫蛀，或已严重受潮
（2）挠度
大于椽跨的1/100，或已引起屋面明显变形
（3）椽、檩之间的联系
未钉钉，或钉子已锈蚀
2
檩条
（1）材质劣化
按本标准表6.2.4评定
（2）跨中最大挠度ω1
当L≤4.5m时，ω1>L/90或ω1>36mm
当L>4.5m时，ω1>L/125
当多数檩条挠度较大且已导致漏雨时，则不论ω1大小，均视为残损点
（3）檩条支撑长度ɑ
支承在木构件上
ɑ<60mm
支承在墙体上
ɑ<1200
（4）檩条受力状态
檩端脱榫或檩条外滚，或檩与梁间无锚固
3
瓜柱、
角背驼峰
（1）材质劣化
有腐朽或虫蛀
（2）构造完整程度
有受力引起的端裂或斜裂
4
翼角、
檐头、
由戗
（1）材质劣化
有腐朽或虫蛀
（2）角粱后尾的固定部位
无可靠拉结
（3）角粱后尾、由戗端头的
损伤程度
已劈裂或折断
（4）翼角、檐头的受力状态
已明显下垂
6.2.7楼盖残损点，应按表6.2.4的标准评定。
表6.2.7楼盖残损点标准评定
项次
勘查
项目
勘查
内容
残损点标准评定
中度残损或重度残损
1
楞木
（櫊栅）
（1）材质
本标准表6.2.4评定
（2）竖向挠度最大值ω1
ω1>L/180，或体感颤动严重
（3）侧向弯曲矢高ω2
ω2>L/200（原木櫊栅不检查）
（4）端部榫卯状况
无可靠锚固，且支承长度小于60mm
2
楼板
木材腐朽及板面破损状况
已不能起加强楼盖水平刚度作用
注：
表中L为楞木（櫊栅）计算跨度。
6.2.8当古建筑木构件中部分使用石柱时，其石柱残损点应按表6.2.8进行评定。
表6.2.8承重石柱残损点标准评定
项次
勘查
项目
勘查
内容
残损点标准评定
中度残损或重度残损
1
材质劣化
在柱表面上，风化层所占面积与全截面面积之比ρ
ρ>1/6
2
裂缝
（1）受力引起的裂缝
a）水平裂缝或斜裂缝
有肉眼可见的裂缝
b）纵向裂缝（仅检查长度超过300mm的裂缝）
ω1>L/180，或体感颤动严重
（2）非受力引起的裂缝
位于受力关键部位
3
倾斜
石柱顶或石柱段与木柱交接处的垂直度
存在明显的沿结构平面内或外倾斜
4
构造缺陷
（1）柱头与上部木构架的连接不当
无可靠连接或连接已松脱
（2）柱脚与柱础抵承状况
柱脚底面积与柱础间实际承压面积与柱脚底面积之比ρs
ρs>2/3
（3）柱与柱础之间错位量与柱径或柱截面沿错位方向尺寸之比ρm
ρm>1/6
6.2.9古建筑木构架的围护结构，其砖墙的残损点应按表6.2.9进行评定。
表6.2.9砖墙残损点标准评定
项次
勘查
项目
勘查
内容
残损点标准评定
中度残损或重度残损
1
材质
劣化
（1）风化在长1m的任一区段中量测其平均风化深度与墙厚之比ρ
当H≤7m时，ρ>1/5
当H>7m时，ρ>1/6
（2）灰缝
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