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古建筑木结构框架的有哪些易坏地方

作者: 更新时间:2020/10/3 14:24:30

古建筑建造作法中,木桁架常被用于屋顶的结构设计,使其产生病害的原因也是多方面的。首先,木与砖石不同,木材作为一种有机材料容易受外界环境因素影响,例如会在使用过程中发生老化,或受到风雪载荷、潮湿的影响,以及腐菌、虫蚁等侵蚀危害,如空气的湿度、温度等都可能成为导致木材产生缺陷的诱导因素;此外,由于木材取自天然环境,其本身存在的一些天然缺陷可能会在作为木结构框架建材的使用过程中进一步发展,在处理不当的情况下,其自身携带的微生物同样可能成为日后加快木材老化速度的诱因。所以,在适合的湿度和温度下,木质材料便会为昆虫和木腐菌提供营养,进而将会对木材本身造成腐蚀和虫蛀现象,都有可能会造成木构件的损害。最终导致建筑物的木质结构损坏。总体来讲,导致古建筑木结构框架


受到破坏有以下几点: 

(1)生物侵害

对于木结构框架结构来讲,主要的生物侵害一方面来自虫蛀,另一方面则来自微生物的侵蚀。发生虫蛀的地方以我国南方地区最为严重,昆虫对木结构的侵害甚为猖獗,严重的可在数年内将木构件蛀空,以致倒塌伤人。微生物对木材所造成的侵害是最主要的,合适的水分和温度将为微生物群提供良好的生长环境,进而使木材产生变色、腐朽等病害。

微生物的腐蚀发生条件简单,仅需要适宜的温度和水分,但是在微生物对木结构造成侵蚀的前期很难通过观察发现,等到出现表征现象在进行施救便为时已晚,而作为木结构最难处理的木腐朽病害,其产生最主要的原因即是水和温度。

 

(2)力学因素

对建筑木结构框架产生破坏常见力学因素为震动(例如地震)、超载(例如冰雪)、地面沉降、对相连结构的撞击等因素。只是每种因素对木材的受力情况以及对木结构框架体系造成的影响不尽相同,一般不是单一物理因素作用,往往是多种因素综合作用的结果。

除上述原因外,一般在空气中湿度和温度变化同样可引起木材内部应力发生变化,引起木材尺度发生变化,影响材料的可塑性,限制荷载材料的蠕变或流变能力,以及连接其它结构构件的木材应付运动的能力,随之在木材表面出现分层和开裂,而且这一过程不可逆。

 

(3)金属腐蚀

中国传统的木结构体系中金属成分很少,而近代建筑中木结构框架的构造中则会常出现金属材料和构件。例如金属齿板和钢丝,这些金属构件在长时间腐蚀过程中,释放出三价铁离子使木材的细胞壁遭到破坏,主要表现在与金属构件接触部位会发生颜色变黑或变深现象,木质也可能变软,从而将导致木结构的力学性能削弱。因此,在施工过程中应当注意施工工具,如金属钢缆、支架等,需尽量避免长时间接触历史建筑的木结构。

 

(4)化学侵蚀 

强酸和强碱都可能会对木材造成化学侵蚀。强酸能够老化木材中的纤维素和半纤维素,使木材脱水并减轻重量,最终使木材强度降低,木材受到强酸侵蚀一般会呈黑色;强碱则主要会造成半纤维素和木质素的老化,受到强碱侵蚀的木材其表面会看似被漂白过一样。一般来讲,除非化学仓库或极其偶然原因,木结构很难遭到强酸或强碱侵蚀。但是,在历史悠久的建筑中,特别是在木结构与砖石砌体相连接的这类部位,会因渗透水与砂浆中的石灰发中度化学反应产生碱性物质,即氢氧化钙,一旦氢氧化钙的 pH 值达到 12.4,就会产生很强的腐蚀性。

所以,古建筑的木结构框架中,在大梁的梁底与墙体接触的部位以及木质的过梁等构件常因此出现变色,严重的会出现木质减轻,甚至丧失承重作用,最终导致木结构出现残损、松动或产生不同程度位移,重则发生脱落现象。

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