古建筑飛云樓近代主體變形研究

古建筑飛云樓近代主體變形研究

　　古建筑的鑒定工作對古建筑的進一步的修繕保護至關(guān)重要。山西省萬榮縣飛云樓享有"天下第一木樓"的美譽,是國家重點保護文物,因年久失修存在嚴重的安全隱患。下面是小編搜集整理的古建筑飛云樓近代主體變形研究的論文范文，歡迎大家閱讀參考。

　　摘要:萬榮古修建飛云樓據(jù)史料記載已有五百多年的歷史，是中國古修建木樓閣的典型代表，隨著歷史的變遷、自然環(huán)境與人爲環(huán)境的影響，飛云樓呈現(xiàn)了樓體構(gòu)架的全體傾斜景象。爲確定飛云樓的全體變形現(xiàn)狀，對飛云樓的柱礎(chǔ)沉降、樓層層間位移及樓面改變狀況停止了測定。這些效果對今后飛云樓的維護和監(jiān)測任務具有較大的參考價值。

　　關(guān)鍵詞:古修建;木構(gòu)造修建;沉降觀測;變形測量

　　引言

　　萬榮飛云樓是古木樓閣中的出色代表作，與山西知名古木構(gòu)造修建中的應縣木塔并稱爲山西的“南樓北塔”。據(jù)史料記載，飛云樓始建于唐代貞觀年間，后損毀重建�，F(xiàn)存飛云樓建于1506-1521年間，歷史上已經(jīng)歷過屢次修繕，現(xiàn)存碑刻記載中較近一次的歷史修繕施行于1858年，因常年未停止大的構(gòu)造修復，現(xiàn)木樓閣已嚴重傾斜，瀕臨倒塌。鑒于飛云樓需停止緊急搶險維修，故展開了木樓閣主體構(gòu)造的變形測量任務。

　　一、飛云樓的構(gòu)造沉降現(xiàn)狀

　　1.1因地基沉降有能夠招致柱礎(chǔ)石沉降不均，并惹起主體構(gòu)造的全體傾斜，故應用水準儀以飛云樓柱礎(chǔ)石頂標高爲測試對象，對飛云樓的地基變形狀況停止了觀測。礎(chǔ)石編號及地位見圖1，礎(chǔ)石沉降量觀測值見表1。從測量后果可以看出，柱腳的絕對高差會遭到地基沉降、根底損蝕及建造裝置偏向等要素的影響。以框架方式爲主的中國古木樓閣、木塔修建，承重木柱由于地位不同受荷差別大，內(nèi)金柱、外金柱柱負荷大于檐柱，“通天柱”大于普通內(nèi)、外金柱。在重荷下，柱底沉降量隨工夫的推移而逐步波動。當古修建因構(gòu)件殘損、變形或歷次修繕改動構(gòu)造傳力途徑后，沉降會有小幅變化。關(guān)于古修建木構(gòu)造的沉降評定，在GB50165—92《古修建木構(gòu)造維護與加固技術(shù)標準》[1]中明白規(guī)則，應參照GB50007《修建地基根底設計標準》[2]的相關(guān)規(guī)則，即相鄰柱礎(chǔ)的高差應<0.003L(L爲相鄰框架柱的柱間距)。飛云樓的承重柱礎(chǔ)石柱間絕對沉降差有40%不滿足標準限值要求。首層承重木柱金柱與檐柱在受力上差距較大，在剖析構(gòu)架立體沉降趨向時應區(qū)別看待。

　　1.2對首層承重木柱柱網(wǎng)可分爲六個立體構(gòu)架，列出沉降趨向線。兩條南北向柱架沉降曲線從東、西面金柱絕對沉降來看，僅3～4區(qū)間柱體沉降趨向相反，相反沉降趨向區(qū)間中西北通天柱和東北通天柱較低，應爲通天柱豎向荷載較大所致。其他四條東西向柱架沉降曲線中，北側(cè)檐柱由西向東有逐漸增高的趨向，檐柱C13、C14的礎(chǔ)石頂面分明低于其他礎(chǔ)石頂面，首層東南角檐柱的地基能夠緊縮模量偏小或由于滲水等緣由對地基發(fā)生了不良影響。沉降趨向線中并未呈現(xiàn)沿某主軸方向逐步減小(或增大)的趨向線，因而可以推斷出柱礎(chǔ)石的沉降沒有使修建物發(fā)生全體傾斜。由于古修建歷史長遠，未能獲得主體構(gòu)造全體沉降量歷史檢測數(shù)據(jù)，故全體沉降量無法定量評價。

　　二、飛云樓的主體傾斜現(xiàn)狀

　　飛云樓僅有四根通天柱貫串于整個樓身高度，構(gòu)造主體的全體傾斜情況應次要經(jīng)過通天柱在各分層柱頭傾斜的積聚狀況予以辨認。由于通天柱通常是經(jīng)過刻半墩接(陰陽巴掌榫或抄手榫)停止柱-柱銜接的，加之古修建木構(gòu)造中柱體歷史結(jié)構(gòu)做法、臨時重荷下柱體的彎曲變形、柱身殘損、偶爾荷載和程度震動等影響[3]，各分層通天柱柱頭的偏移狀況會有所變化。數(shù)據(jù)剖析永定柱殘留變形現(xiàn)狀，可得出以下結(jié)論:一切通天柱均有向北偏移的趨向。各通天柱每層偏移量與柱高的比值不同，次要是由于每根永定柱在各層均爲半榫(巴掌榫)拼接而成，接縫處箍約束不嚴密招致彎矩惹起開裂所致。西北通天柱在一層的傾斜分明小于二、三層的傾斜，思索爲此柱在二層的接頭分明松動所致。通天柱的側(cè)移角爲柱頭程度位移總量與層間柱高的比值，應用通天柱側(cè)移角反映樓體的最不利層間位移時，一至三層最不利層間位移角辨別爲3.47%、4.19%、4.62%，均爲南側(cè)永定柱。

　　三、飛云樓的主體改變現(xiàn)狀

　　飛云樓從內(nèi)部看爲三層四檐木構(gòu)造，實爲5層，包括3個明層和兩個暗層。應用全站儀對永定柱柱頂停止分層坐標量測，在底層空中選定原點，并定義正南方向爲基準軸，樹立全體坐標系。而單個測點的坐標會受構(gòu)件尺寸差別、裝置誤差、變形誤差及測量誤差等多要素的影響。應用全體坐標可換算出通天柱對角線偏移角α、β角[4]。得出各通天柱頂對角線改變增量，用其均勻值作爲評定代表值來評價樓層立體改變角。可以看出，飛云樓樓層改變效應一、二層方向相反，一、二層樓層從仰望角度看均爲逆時針方向改變，二層樓面立體改變角最大，爲1.57°。

　　四、結(jié)論

　　4.1對萬榮飛云樓的沉降觀測可知，飛云樓主體構(gòu)造未發(fā)作全體傾斜景象，但部分沉降不均的景象較爲嚴重，有40%的柱間沉降差不滿足標準對古修建木構(gòu)造的要求。在首層東南角檐柱的地基沉降差較大，在維護中應高度注重。

　　4.2用通天柱側(cè)移角最大值作爲古修建木構(gòu)造主體最不利層間位移的代表值時，一至三層構(gòu)造主體最不利層間位移角辨別爲3.47%、4.19%、4.62%，均爲南側(cè)通天柱。4.3應用全站儀對飛云樓各層通天柱的柱頭坐標停止測量后，應用全體立體坐標計算通天柱對角線偏移量，以此評價飛云樓各樓層立體改變的角度，得出二層樓面立體改變角最大，改變方向從仰望角度看爲逆時針方向改變，最大值爲1.57°。

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