前言
中华人民共和国国家标准
古建筑木结构维护与加固技术标准
Technical standard for maintenance and strengthening of historic timber building
GB/T50165-2020
主编部门:中华人民共和国住房和城乡建设部
批准部门:中华人民共和国住房和城乡建设部
施行日期:2020年7月1日
中华人民共和国住房和城乡建设部公告
2020年 第31号
住房和城乡建设部关于发布国家标准《古建筑木结构维护与加固技术标准》的公告
现批准《古建筑木结构维护与加固技术标准》为国家标准,编号为GB/T50165-2020,自2020年7月1日起实施。原国家标准《古建筑木结构维护与加固技术规范》GB50165-92同时废止。
本标准在住房和城乡建设部门户网站(www.mohurd.gov.cn)公开,并由住房和城乡建设部标准定额研究所组织中国建筑出版传媒有限公司出版发行。
中华人民共和国住房和城乡建设部
2020年1月16日
根据住房和城乡建设部《关于印发〈2014年工程建设标准规范制订、修订计划)的通知》(建标【2013】169号)的要求,标准编制组经广泛调查研究,认真总结实践经验,参考有关国际标准和国外先进标准,并在广泛征求意见的基础上,修订了本标准。
本标准的主要技术内容是:1总则;2术语;3基本规定;4工程勘查;5工程监测;6古建筑木结构的鉴定;7木构架的维护、修缮与加固;8相关工程的维护;9工程验收。
本标准修订的主要技术内容是:1增加了术语;2增加了古建筑木结构的监测;3增加了古建筑木结构的安全性鉴定;4修订了古建筑木结构的抗震鉴定;5增加了木构架承载能力验算;6增加了振动对上部结构影响的鉴定。
本标准由住房和城乡建设部负责管理,由四川省建筑科学研究院有限公司负责具体技术内容的解释。执行过程中如有意见或建议,请寄送四川省建筑科学研究院有限公司(地址:成都市一环路北三段55号,邮编:610081)。
本标准主编单位:四川省建筑科学研究院有限公司
重庆中科建设(集团)有限公司
本标准参编单位:中国文化遗产研究院
故宫博物院
四川省文物管理局
四川省文物考古研究院
中国林业科学研究院
公安部四川消防科学研究所
四川省建筑工程质量检测中心有限公司
北京交通大学
同济大学
湖南大学
重庆大学
厦门市中连结构胶有限公司
福建省桃城建设工程有限公司
中国十九冶集团有限公司
本标准主要起草人员:吴体 梁坦 蒋勇 张之平 梁爽 黎红兵 薛伶俐 黄思权 乔云飞 周苏琴 石志敏 姚军 周海宾 张泽江 舒文 姚刚 何益斌 杨娜 熊学玉 陈颖 王志彬 许明朗
本标准主要审查人员:高承勇 高小旺 王金强 程绍革 李瑞礼 张天宇 薛建阳 林文修 杨学兵 贺林 吴晓 张宪文
条文说明
《古建筑木结构维护与加固技术标准》GB/T50165-2020经住房和城乡建设部2020年1月16日以第31号公告批准、发布。
本标准是在《古建筑木结构维护与加固技术规范》GB50165-92的基础上修订而成的。上一版标准的主编单位是四川省建筑科学研究院;参加单位是:文化部文物保护科学技术研究所、故宫博物院、河北省古代建筑保护研究所、中国建筑科学研究院、中国林业科学研究院、铁道部科学研究院、北京建筑工程学院、太原工业大学、福州大学、北京计算中心、全国木材及复合材料标准技术委员会;主要起草人员是:梁坦、王永维、倪士珠、
、张之平、
、
、孟繁兴、
、
、
、
、
、卓尚木、
。
本标准修订过程中,修订组进行了广泛的调查研究,认真总结了我国工程建设的实践经验,同时参考了国内外先进技术标准,许多单位和学者进行了大量的试验和研究,为本次修订提供了极有价值的参考资料。
为便于广大设计、施工、科研、学校等单位有关人员在使用本标准时能正确理解和执行条文的规定,本标准编制组按章、节、条顺序编制了《古建筑木结构维护与加固技术标准》的条文说明,对条文规定的目的、依据以及执行中需注意的有关事项进行了说明。但条文说明不具备与标准正文同等的效力,仅供使用者作为理解和掌握标准规定的参考。
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加固,制定本标准。
1.0.2 本标准适用于古建筑木结构及其相关工程的检查、鉴定、维护、修缮与加固。
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 古建筑木结构的维护与加固,除应符合本标准外,尚应符合国家现行有关标准的规定。
条文说明
1.0.1 我国是个文明古国,迄今仍有2000多个历史性城镇和26万多处古建筑。为了加强对这类文物的保护,在《中华人民共和国文物保护法》中明确规定了有关古建筑的保护原则与管理权限,但要使这些原则得到更好的贯彻执行,还需要有相应的技术标准,来统一具体的技术要求。许多事例表明,不少古建筑木结构遭受的损害,不完全是未加保护所致,而是保护不当所造成的。这种情况在较低保护级别的古建筑木结构中更显得突出。因此,为了使分属不同部门、不同层次管理使用的古建筑木结构都能得到科学、正确而有效的维护与加固,在20世纪80年代,开始了《古建筑木结构维护与加固技术规范》GB50165-92的制订工作。在各参编单位的共同努力下,《古建筑木结构维护与加固技术规范》GB50165-92于1992年由国家技术监督局与建设部联合发布。经过20余年的实施,又积累了许多工程经验。为了使《古建筑木结构维护与加固技术规范》GB50165-92进步得到充实、提高,又对《古建筑木结构维护与加固技术规范》GB50165-92进行了修订。
1.0.2 古建筑结构的内容十分丰富,非一本标准所能全面概括。根据我国古建筑多采用以木构架为主体结构的特点,作为该领域第一本维护与加固技术规范,其内容也应是针对这方面的问题。因此,明确了本标准仅适用于古建筑木结构及其相关工程的检查、维护与加固。
这里所谓的相关工程,系指以木构架为主体结构的建筑物中,与木构架相关联的各部分工程,例如:地基基础、围护结构、小木作、石作以及排水设施等等。之所以要包括这些内容,是因为在维修木结构时,不可避免地要触动它们,所以应有相应的保护与维修措施。由之可见,本标准有关这些工程的规定是有前提的,不是对任何结构都适用的。因此,在维修以砖石结构承重的古建筑时,不能引用本标准相关条文。
1.0.3 历史经验表明,建立古建筑木结构修缮的技术档案,对长期保护工作至关重要;同时,《中华人民共和国档案法》也有相关规定;因此,本条就这个问题作了具体规定,以保证完整、真实地保存所有涉及保护、维修与加固的原始记录和资料。
1.0.4 本条主要明确相关标准、规范应配套使用,全面执行。因为不经协调或各行其是地制定相同的条文,容易因要求各异造成不必要的矛盾与混乱。
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 勘查 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 strengthening of structure
对安全性不足的承重结构、构件及其相关部分采取的增强、局部更换或调整其内力等措施。
2.0.6 原构件 existing structure member
实施加固前的原有构件。
2.0.7 重要构件 important structure member
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 general structure member
其自身失效为孤立事件,不影响结构体系整体安全的构件。
2.0.9 构件集 member assemblage
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 timber frame
以木制构件承重,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 beam-frame
古建筑中屋顶承重木结构的总称。
2.0.12 枋 lintel
古建筑木构架中主要起连系作用的方木构件。
2.0.13 斗栱 bracket system(DOUGONG)
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 damage point
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、中度残损点和重度残损点。
2.0.15 修整加固 strengthening method by repairing
在不揭除瓦顶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,不需打牮拨正的维修工程。
2.0.16 打牮拨正 strengthening method to reset the compo-nents
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 strengthening method by removing all or part of the wooden frame
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。
条文说明
2.0.2 勘查时对古建筑木结构名词的使用按表1进行。
表1 古建筑名词对照和解释表
续表 1
续表 1
续表 1
续表 1
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续表 1
续表 1
续表 1
续表 1
续表 1
续表 1
图1 古建筑的面阔和进深
1一通面阔:2一面阔:3一廊深;4一通进深:5进深;6一廊深
图2 古建筑步架、举高和构件名称
1一台基;2一柱础;3一金柱;4一檐柱;5一瓜柱;6一大梁;7—檩;8一椽;
9一脊檩;10一扶脊木;11一檐椽;12一飞椽;13一檐枋;14一穿插枋;
15一抱头梁;16一步架;17一檐出;18一举高;19一举高总高;20一土衬石;21一拦土;22一角背
图3 梭柱和月梁
图4 古建筑的翼角
1一翼角;2一翼角生出;3一翼角起翘
图5 有斗栱重檐古建筑构件名称
1一台基:2一檐柱;3一重檐金柱(上檐檐柱);4一挑光梁:5一额枋;
6一承椽枋;7一平板枋;8一下檐檐椽;9一藻井;10一天花;11一檩(桁);
12一驼峰;13一椽;14一周围廊
图6 古建筑的柱生起和柱侧脚
1一柱中线;2一柱侧脚;3一柱头中心垂直线;4一柱生起
图7 半银锭榫连接
图8 斗口和材栔
1一材;2一足材;3一材宽;4一栔
图9 斗拱
1一栱瓣;2一栱眼;3一斗
;4一底;5一腰;6一耳
图10 斗栱的分类和庑殿顶的脊
1一柱头科;2一角科;3一平身科;4一攒当;5一正脊;6一垂脊
图11 斗栱各部件名称的斗栱的出跳
1一额枋;2一平板枋;3一大斗(坐斗);4一翘(华拱);5一栱;
6一昂;7一昂嘴:8一小斗;9一耍头;10一跳(拽架)
图12 古建筑中的脊
1一正脊;2一垂脊;3一博脊;4一戗脊;5一岔脊:;
6一下檐博脊(围脊);7一吻兽
图13 木栏杆
1一望柱;2一地栿
2.0.3~2.0.17 本标准采用的术语及其涵义,是根据下列原则确定的:
1 凡国家文物局和国家现行标准已作规定的,一律加以引用,不再另行给出;
2 凡国家文物局和国家现行标准尚未规定的,本标准给出了定义;
3 当有关国家现行标准虽已有该术语,但定义不准确或概括的内容不全时,由本标准完善其定义。
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,应根据对该结构勘查和结构鉴定结果确定,并应遵循最少干预原则。
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 抢险加固工程,当建筑物突发严重危险、受条件限制且不能进行彻底修缮时,应对文物采取具有可逆性的临时抢险加固措施的工程。
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进行采用,但应符合下列规定;
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,应保护该建筑,不得擅自拆建、扩建或改建。
条文说明
3.0.1、3.0.2 本条内容是作为对国家文物法所规定的关于古建筑的维护、加固,需遵守“不得改变文物原状”这一重要原则的具体理解与实施而制定的。不得将本标准所述的“原状”解释为所谓的“原真性”。因为原真性在实际古建筑中很难界定。
3.0.3 为了保证古建筑木结构的安全,本条文所规定的两项防腐、防虫措施是缺一不可的。因为木腐菌生存的主要条件之一是木材的含水率大于20%,大量调查事实表明,凡处于不通风且易受潮的部位,或是时干时湿的环境,其木结构几乎都要腐朽,若不及时维修处理,终将导致结构的破坏。反之,凡处于干燥或通风良好的环境中,则不易发生严重腐朽问题。另外,不少房屋使用的情况也证明,在有通风防潮构造与干燥的环境中,木结构的虫害也能受到一定的抑制。因此,要防止木结构腐朽、虫蛀,不能不采取通风构造的措施。但也要看到,由于环境和气候因素的复杂,单纯的构造措施在有些场所只能减轻菌害与虫害,而不能完全制止。因此,在古建筑的关键部位以及有保存价值的木构件中,还需采取药剂处理与构造措施相配合,才能收到最佳的技术经济效果。
3.0.5 古建筑中需要加以保存的内容很多,本条规定是仅就修补或更换原有木构件而言的。
3.0.7 为了有计划地保护古建筑,需要根据其残损程度与使用要求进行不同程度的修缮。因此,宜对古建筑的修缮工程加以分类,以便于进行规划、设计、施工与管理。
这里需要说明的是,本条文内容与1986年文化部颁发的《文物保护工程管理办法》中文物保护工程的分类是一致的,只是限于本标准的适用范围,而未列人“保护性设施建设工程”一项。
3.0.8 为了更好地保护古建筑而引用现代的技术与材料,一直是国内外共同的努力方向,并且也有过成功的尝试。但由于其发展时间毕竟较短,长期效果还无法充分肯定,在引用中稍有不慎,便容易发生一些预料不到的问题,因此,只有取得成功经验,并经过充分论证,确认能起到更好的保存作用时,方可将新技术由点到面地引用于修缮工程。至于现代材料和新材料的引用,还应遵守一个原则,即只能用于补强加固,而不能用以替换原来的材料。这一点极为重要,否则将导致从本质上破坏文物的后果,基于以上认识,制订了本条文,以指导当前的工程实践。
3.0.9 本条文内容是对国家文物法的具体贯彻执行。
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下列基本资料:
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、强振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,尚应附有该建筑物残损情况和尺寸的测绘图纸、照片和必要的文字说明资料。
4 在勘查过程中,当发现险情,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,勘查人员不得擅自处理。
条文说明
4.1.1、4.1.2 古建筑木结构的保护,不仅与其自身的价值和状态有关,而且还涉及它所处的环境与自然条件。因此,不论为了制订长期保护规划,还是为了当前的维修,或是为了清除保护区内存在的各种隐患,都需要有较完整、可靠的基础资料作为依据,才能科学而有效地工作。然而在实际工程中,往往难以尽如人意地获得这些资料。因此,在多数情况下,只能根据实际条件,分别轻重缓急,有计划地进行必要的勘查或实测,不可为了求全,而把工作的面铺得太大,以致延误了保护措施的及时完成。基于以上认识,本标准分别情况提出了不同的要求。
另外,对条文中的具体规定,还需要说明以下几点:
1 史料有近有远,一般以近百年为主。
2 近期资料指近30年~50年的资料。
3 若古建筑所在地的小区基本烈度尚未划定,可委托本省、自治区、直辖市的相关机构进行评估,并报省一级地震局批准。
4 场地类别应通过地质勘察具体确定。
5 保护区有一般与重点之分,就火险而言,指的是范围较大的一般保护区。
6 第4.1.1条第6款中所提的“其他有害影响因素”,系指很难一一列举的各种影响因素,如古建筑附近地带有严重虫害或强振源等,需根据实际遇到的问题进行搜集资料。
4.1.3 古建筑的勘查,分为法式勘查和残损情况勘查两类。本标准的有关规定仅适用于残损情况勘查;对法式勘查应按专门的要求进行。为此,应正确理解和掌握这两类勘查的区别:
1 法式勘查,是对建筑物的时代特征、结构特征和构造特征所做的勘查。通过这一勘查,可以明确修缮中应特别注意的该建筑物的法式特征,以及需要妥加保护的有史证、艺术和科学价值的内容。
2 残损情况勘查,是对建筑物承重结构及其相关工程的损坏程度与原因所做的勘查。通过这一勘查,可以为古建筑木结构的安全性鉴定及制订维护、加固方案提供依据。
4.1.4 制订本规定的目的在于保证勘查的结果能很好地满足工程需要,并防止因勘查不当而损害文物。这里需要说明的是,本标准未对勘查所测绘的图纸,提出具体的绘制要求,但一般可按文化部文物字(86)第917号文颁发的《纪念建筑、古建筑、石窟寺修缮工程管理办法》的要求绘制。
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承情况;
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承情况的勘查,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、扭转及支承情况;
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)整攒斗栱的变形和错位;
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 为重点保护对象或科研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、水灾、火灾、雷击等较大自然灾害发生后,进行一次全面检查。
条文说明
4.2.1 木结构经过长期的使用,往往会因种种伤残的积累与组合而显示出某种或某几种受力缺陷。其中有的受力缺陷对结构完成其预定的功能有显著影响,有的则影响较轻微。因此,勘查时,应根据安全性鉴定的需要,分清主次,抓住要害,才能迅速地查清问题的实质所在。例如:
——通过勘查结构的整体变位与支承情况,以判断整个结构或结构的一部分是否危险:
——通过勘查构件的受力状态与变形状态,以判断其是否可能失稳,或发生强度破坏;
——通过勘查连接、节点构造的现状与工作状态,以判断其传力是否安全可靠;
——通过勘查结构构件的过大变形和裂缝等缺陷,以评估该结构是否能继续安全使用;
——通过勘查木材的腐朽、虫蛀、老化变质等材质缺陷以及所处的环境条件,以评估其对结构、构件的损害程度等。
由以上所述可见,本条文是在概括这些需要的基础上而作出的具体规定。至于第5款规定的勘查内容,主要是为了查明早期修缮的残存情况及其经验教训。
4.2.3 本条是为查清结构整体变位的原因及其对结构安全的影响问题而制订的。工程实践经验表明,木结构建筑的整体变位多与下列因素有关:
1 房屋年久失修,节点连接松弛;
2 荷载或其分布状态有改变,且变得分布很不对称;
3 承受水平荷载体系(如檩椽系统、支撑系统)的刚度很差或已残损;
4 地基基础发生较大的不均匀沉降;
5 结构的支承情况恶化。
针对上述可能发生的原因,本条文提出了5个勘查要点,但未详尽列出对每一构件和节点应勘查的细目。因为有关的细目已在本标准第4.2.4条~第4.2.6条中阐明。故可根据实际需要加以引用,不再重复。
4.2.4 对于本条的规定需作如下几点说明:
1 有一种意见认为,在古建筑中,承重结构木材的材质问题,主要是腐朽、虫蛀及老化变质。对于木节和斜纹等天然缺陷,一般可不必作为勘查的要点对待。其理由有二:一是古代结构用材选料严格,天然缺陷少;二是即使有较多的天然缺陷,也已经历了时间的考验,不会出什么问题的。然而调查表明,上述见解是不全面的。因为在一般古建筑中,特别是南方的小式建筑中,就有不少构件的用料不很考究,不仅存在着各种天然缺陷,而且因此而造成的构件承载能力不足的情况也时有所见。它们有一部分之所以在工作中未出问题,有可能是由于其截面尺寸较为富裕,而又没有受到其他影响因素的干扰。倘若情况有变,仍有可能在一定条件下,与邻近的其他残损点组合,产生危及安全的问题。因此,为了更好地保护古建筑,还是有必要勘查承重木构件中的主要天然缺陷及其周围情况的;当然,倘若能够判断其状态已稳定,对今后受力也不会有影响,则在计算中也可不予考虑。
2 由于取样试验,对保存原件不利,但在有些情况下,又不能不取样,因此,本条的第4款将这类勘查限制在最小范围内使用。若有可能,还要尽量减少取样数量,并尽可能在隐蔽部位进行,以使文物只受到最小的损害。另外,值得指出的是,若有同树种的其他构件需要更换,则可利用这种构件进行试验,而对不更换的构件只进行非破损检验。通过对比分析,同样可以对所需要的参数作出估计。
4.2.5、4.2.6 本条文对木构件及其连接勘查所提出的要求,均与其安全性问题有关,在执行中应注意以下几点:
1 木结构中,木构件及其连接的过度变形,不仅是影响结构安全使用的一种缺陷,而且是结构受力状态的综合反映。因此,应将它视为一种可能发生问题的征兆进一步去检查和发现影响安全的隐患之所在。
2 木材的裂缝对结构是否有危害,往往不取决于裂缝的宽细、长短或深浅。关键在于裂缝所处的部位,如果裂缝与结构受剪面重合,即使裂缝较小也是有危害的。因此,勘查时应结合结构的受力情况进行判断。
3 木柱过大的侧向弯曲变形,虽然多是施工和使用不当引起的,但若受到其他因素干扰,则有可能触发失稳问题的发生。勘查中若遇到此种情况,一定要细致观察与测量,并在勘查报告中作详细描述与判断。
4 对于斗棋,主要勘查其受力构件;至于装饰性构件的残损情况勘查,仅供补配修复使用,不参与结构的安全性鉴定。
4.2.7 对历代维修加固措施残存部分进行勘查,可以收到下列效果:
1 了解历史上曾经发生的问题,有助于分析目前该建筑物残损的原因。
2 了解前人的思路,汲取早期修缮的经验教训,以免照样修缮,过后又重新出现同样的问题。
3 考察早期修缮的工艺、技术水平及其局限性,以减少对采用新技术的分歧与争论。
4.2.8 本条所列的几种情况,均属一次勘查难以作出判断,但却是可能危及结构安全的问题。因而应组织力量在较长时间内进行定期观测。根据经验,一般可在第一次观测后,每隔一个季度或半年进行一次。时间长短应根据问题的性质与危险程度决定,可以延长或缩短。但最主要的是间隔均匀,不宜随意改变。
4.2.9 本条文所指出的自然灾害,均对建筑物有较大的危害。通过灾后勘查,一方面可以查出平时难以觉察的隐患和新暴露出来的问题,另一方面也能及时地对所发现的险情进行抢险或加固处理。
4'>《古建筑木结构维护与加固技术标准》GB/T50165-2020 附录G振动对上部结构影响的鉴定
G.0.1 当古建筑受到振动作用时,应进行振动对上部承重结构影响的鉴定。
G.0.2 当古建筑物受到振动作用遇下列突发情况之一时,应立即报警,并应及时制止振源的工作:
1 结构产生较大振幅的振动或可能产生共振现象;
2 振动引起的结构构件损伤,已可通过目测判定。
G.0.3 当进行振动对上部承重结构影响的安全性等级评定时,宜采用现场测量方法获取结构振动强度的幅值、频率等相关参数;当建筑结构受到的振动作用大于表G.0.3的限值时,应根据实际严重程度将振动影响涉及的结构或其中某种构件集的安全性等级评为C级或D级。
表G.0.3 不同种类振动在时域范围内对古建筑结构的容许振动值
注:1 表中容许值应按频率线性插值确定。
2 当无法在基础顶面处评价时,评价位置取最底层承重外墙的底部。
3 表列频率为主振频率;振动速度为质点振动相互垂直的三个分量的最大值。
G.0.4 当建筑结构的振动作用虽小于本标准表G.0.3的限值,但可能影响结构安全时,应对建筑结构易损伤部位进行检查,并采取必要的防范措施。结构考虑振动影响的安全性等级评定可按表G.0.4进行。
表G.0.4 结构受振动影响的安全性评定
注:评定结果取A级或B级,根据结构、构件实际完好程度确定;取C级或D级,根据其实际严重程度确定。
附录H古建筑木结构基本自振周期的近似计算
H.0.1 古建筑木结构中下列构造条件宜采用基本自振周期近似计算方法。
1 建筑平面为正方形或矩形;
2 以木构架为主要承重结构;
3 柱全高不超过20m,且有山墙。
H.0.2 古建筑木结构基本自振周期可按下列公式计算:
1 横向基本自振周期:
2 纵向基本自振周期:
式中:
T1——结构基本自振周期 (s);
H——柱高 (mm)。
H.0.3 当进行古建筑木结构基本自振周期计算时,其柱高H的计算应符合下列规定:
1 对单层古建筑木结构,H应为从室内地面到大梁底部或斗栱下的柱子高度。当有柱顶石时,柱顶石不应大于200mm。
2 对采用通高柱的多层古建筑木结构,H应为从室内地面到大梁底部或斗栱下的柱子高度。
3 对采用叠柱式的多层古建筑木结构:当首层联有刚度较大的附属建筑物时,H应为从首层室内地面到二层楼面的高度;当首层无附属建筑物或联有刚度较小的附属建筑物时,H应为首层室内地面到顶层大梁底部或斗栱下的柱子高度。
H.0.4 当古建筑木结构为复杂结构时,其基本自振周期可按现行国家标准 《古建筑防工业振动技术规范》GB/T 50452进行计算。
本标准用词说明
1 为便于在执行本标准条文时区别对待,对要求严格程度不同的用词说明如下:
1) 表示很严格,非这样做不可的:
正面词采用“必须”,反面词采用“严禁”;
2) 表示严格,在正常情况下均应这样做的:
正面词采用“应”,反面词采用“不应”或“不得”;
3) 表示允许稍有选择,在条件许可时首先应这样做的:
正面词采用“宜”,反面词采用“不宜”;
4) 表示有选择,在一定条件下可以这样做的,可采用“可”。
2 条文中指明应按其他有关标准执行的写法为:“应符合…的规定”或“应按…执行”。
引用标准名录
1 《木结构设计标准》 GB50005
2 《建筑地基基础设计规范》 GB50007
3 《建筑结构荷载规范》 GB50009
4 《建筑抗震设计规范》 GB50011
5 《建筑设计防火规范》 GB50016
6 《工程测量规范》 GB50026
7 《建筑物防雷设计规范》 GB50057
8 《自动喷水灭火系统设计规范》 GB50084
9 《火灾自动报警系统设计规范》 GB50116
10 《建筑地基基础工程施工质量验收标准》 GB50202
11 《木结构工程施工质量验收规范》 GB50206
12 《民用建筑可靠性鉴定标准》 GB50292
13 《木结构试验方法标准》 GB/T50329
14 《古建筑防工业振动技术规范》 GB/T50452
15 《工程结构加固材料安全性鉴定技术规范》 GB50728
16 《古建筑防雷工程技术规范》 GB51017
17 《树脂浇铸体性能试验方法》 GB/T2567
18 《多组分胶粘剂可操作时间的测定》 GB/T7123.1
19 《胶粘剂拉伸剪切强度的测定(刚性材料对刚性材料)》 GB/T7124
20 《液态胶粘剂密度的测定方法,重量杯法》 GB/T13354
21 《防腐木材的使用分类和要求》 GB/T27651
22 《木材防腐剂》 GB/T27654
23 《建筑桩基技术规范》 JGJ94
24 《既有建筑地基基础加周技术规范》 JGJ123