本發(fā)明涉及古建筑木構架體系中斗拱構件的保護修繕,具體說的是一種古建筑順身口斗拱的斗耳加固處理結構。
背景技術:
斗拱在古建筑木構架體系中,是一個相對獨立的門類,清代木作中有專門的“斗拱作”。“斗口”泛指所有斗件上的刻口,其有順身口和十字口之分?!绊樕砜凇笔撬问浇ㄖ竽咀鞫芳囊环N做法,也稱“順身開口”,指斗子開口鑿刻形式,順身即斗拱看面兩側方向,其斗口也沿順身開向兩側(如圖1所示),因此,只有兩耳。采用“順身口”結構的斗,主要有不出跳的櫨斗、散斗、齊心斗、交互斗等?!绊樕砜凇眱人霉凹泄献庸啊⒙?、令拱等。除平盤斗外,“斗”由斗耳、斗平、斗欹三部分組成(如圖2所示)。
“斗耳”為古建筑大木作斗之附屬部分,即所有開口斗之上部,平盤斗則無“耳”,順身開口者,為兩“耳”,如散斗、槽升子等。“斗耳”具有放置拱或昂,并防止其錯位的作用。
由于斗拱構件的件數(shù)最多,而且是小構件,結構復雜,富于變化,各種構件互相搭交,鋸鑿榫卯,一般剩余的有效截面都很小。整攢斗拱由于外力作用,如檐桁向外滾動,柱子下沉,梁架歪斜等都能引起斗拱的各構件因受力不均而發(fā)生位移,因之扭閃、變形,常常伴隨出現(xiàn)卯口擠裂,榫頭折斷和斗耳斷落、斗平壓扁、小斗滑脫等現(xiàn)象。
我國現(xiàn)有古建筑順身口斗件中斗耳的加固修繕技術是:將順身口斗件中斷落的斗耳根部鋸鑿平整,然后按原斗耳的尺寸樣式采用硬雜木補配,利用化學粘結劑將補配的斗耳與斗平的上表面粘牢,并用鐵釘釘固。這種加固措施雖然在短期內剛度較強,但柔韌性、耐久性、抗扭轉能力不足。首先,化學粘接劑為一種膠體,在空氣中易氧化,耐久性較差,粘接在一起的斗耳如果長時間暴露在大氣中,粘接劑易老化脆裂,導致補配的斗耳與斗平上表面分離,整體性降低;并且這種依靠鐵釘加固的結構,抗扭轉能力較弱,如遇地基不均勻沉降或地面震動,斗拱扭轉容易造成鐵釘與斗耳和斗平上表面之間的連接部位松動,造成斗耳連接處加固件作用失效,從而使斗耳的安全性仍受到威脅。其次,斗耳修繕加固時所采用的木材與原有的斗件材料干濕程度很難一致,在逐步干燥過程中收縮程度不同,不同的干濕漲縮極易造成粘接劑裂縫和嵌入斗件中的鐵釘松脫。另外,鐵釘釘固斗耳的過程中往往會破壞木構件;改變了古建筑木結構的原材料及施工工藝,且金屬件加固木結構是通過“嵌入”或“固定”的方式達到加固的目的,這種不可逆的加固技術不僅不利于加固件的檢修或更換,也不利于木結構的保護。
技術實現(xiàn)要素:
為解決上述技術問題,本發(fā)明提供一種古建筑順身口斗拱的斗耳加固處理結構,在不改變原材料及施工工藝的基礎上,對古建筑順身口斗拱構件中的斗耳進行加固處理。
為實現(xiàn)上述技術目的,所采用的技術方案是:一種古建筑順身口斗拱的斗耳加固處理結構,斗拱設有斗欹,在斗欹的上方設有斗平,在斗平的兩側各設有一個斗耳,斗耳為與不需要加固前的斗耳完全相同的補配斗耳,斗平和補配斗耳可拆卸設置,斗平的上表面與補配斗耳的下表面均為平整的平面,在每個補配斗耳的下表面中間位置沿順身方向各開設一條燕尾形槽口a,在在燕尾形槽口a下方的斗平上表面的對應位置分別開設一條燕尾形槽口b,在燕尾形槽口a和燕尾形槽口b內穿插銀錠榫,銀錠榫的形狀與燕尾形槽口a和燕尾形槽口b相匹配,使補配斗耳固定在斗平的上表面,銀錠榫的兩端平面與補配斗耳的兩端平面平齊,在每個補配斗耳的內側立面中間位置開設一貫通補配斗耳上下面的卯口,在卯口下方的斗平上表面對應開設一槽口,槽口的斷面形狀與卯口的斷面形狀相同,在槽口和卯口內插接入插榫,插榫的形狀與槽口和卯口相匹配,插榫的頂面與補配斗耳的上表面平齊。
本發(fā)明所述的銀錠榫由硬雜木制成。
本發(fā)明所述的插榫由硬雜木制成。
本發(fā)明所述的卯口的斷面形狀為矩形或燕尾形。
本發(fā)明所述的槽口與燕尾形槽口a連通。
本發(fā)明的有益效果是:
首先,本專利技術能夠大大提高古建筑斗拱構件的整體性,可以降低斗件因新舊材料干濕脹縮不一致而破壞其整體穩(wěn)定性的幾率,加強了斗耳在地震和地基不均勻沉降過程中的抗扭轉性能,有效降低斗件維修的次數(shù)。
其次,這種加固結構用料較少,加工十分方便,實際加固操作工序較簡單,既節(jié)省原材料,有利于環(huán)保,又大大降低維修施工的勞動強度,且在以后的古建筑斗拱保護修繕過程中,只需將所插接的硬雜木銀錠榫以及在前后方向作為水平拉結件的矩形插榫更換即可。
綜上所述,可以反映出這種銀錠榫穿帶和插榫相結合的加固技術,在對順身口斗件中斗耳的加固修繕方面,既提高了斗拱結構的穩(wěn)定性、耐久性、抗震性能,同時,又顯示出了修繕更換時的巨大優(yōu)勢,未來具有廣闊的發(fā)展前景。
附圖說明
圖1為斗拱的細部構造示意圖;
圖2為本發(fā)明的爆炸結構示意圖;
圖3為本發(fā)明的修繕后的結構示意圖;
圖中:1、斗欹,2、斗平,3、補配斗耳,4、燕尾形槽口a,5、燕尾形槽口b,6、銀錠榫,7、卯口,8、槽口,9、插榫,10、順身口。
具體實施方式
如圖3、4所示,一種古建筑順身口斗拱的斗耳加固處理結構,斗拱設有斗欹1,在斗欹1的上方設有斗平2,在斗平2的兩側各設有一個斗耳,加固前的斗欹1、斗平2和斗耳為一體成型,而該專利中的斗耳為不需要加固前的斗耳形狀大小完全一致的補配斗耳3,斗平2的形狀還是為原來的形狀大小,即將斗耳從斗平2上切下,更換成補配斗耳3,斗平2和補配斗耳3可拆卸設置,斗平2的上表面與補配斗耳3的下表面均為平整的平面,在每個補配斗耳3的下表面中間位置沿順身方向各開設一條燕尾形槽口a4,在在燕尾形槽口a4下方的斗平2上表面的對應位置分別開設一條燕尾形槽口b5,燕尾形槽口b5沿斗平順身方向開設,貫通斗平2的兩端,在燕尾形槽口a4和燕尾形槽口b5內穿插銀錠榫6,銀錠榫6的形狀與燕尾形槽口a4和燕尾形槽口b5相匹配,使補配斗耳3固定在斗平2的上表面,銀錠榫6的兩端平面與補配斗耳3的兩端平面平齊,在每個補配斗耳3的內側立面中間位置開設一貫通補配斗耳3上下面的卯口7,在卯口7下方的斗平2上表面對應開設一槽口8,槽口8的斷面形狀與卯口7的斷面形狀相同,在槽口8和卯口7內插接入插榫9,插榫9的形狀與槽口8和卯口7相匹配,插榫9的頂面與補配斗耳3的上表面平齊,修整后的斗拱結構與原有斗拱形狀完全一致。
所述的卯口7的斷面形狀為矩形或燕尾形,當卯口采用不同形狀的斷面時,相應的插榫以及槽口也一起發(fā)生變化,保證三整的完全匹配。
所述的槽口8與燕尾形槽口a4連通,即控制卯口的斷面大小和燕尾形槽口的斷面大小,使槽口8在開設完成之后正好與燕尾形槽口a4連通,這樣使插槽在插入槽口8時,其底端壓在銀錠榫6上,兩個榫頭之間相互擠壓,如遇地震或突發(fā)振動,榫頭與卯口的相互擠壓和摩擦能消耗地震能量。
實施例1
“散斗”為古建筑大木斗拱組件,宋式建筑名稱,用于拱端、枋間或屋內襻間斗拱中,清式建筑稱之為“升”,即“拱兩端上,左右開口,承托上一層枋或拱之斗形木塊?!薄吧⒍贰迸c清式建筑的三才升和槽升子類同,同為順身開槽口,在木構架中是使用最多的斗。在古建筑修繕工程中,由于“散斗”數(shù)量較多,其斗耳斷落的殘損狀況十分嚴重,對于此類斗耳斷落的斗件進行加固修繕可采用本專利技術。
加固步驟如下:首先,將斷落的斗耳殘留的根部鋸鑿平整,用干硬性的硬雜木按原斗耳的尺寸樣式進行補配,在補配的兩斗耳下表面中間位置沿順身方向各開一個燕尾形槽口a,然后,在斗平上表面與斗耳燕尾形槽口a相應的位置也各開一相同尺寸樣式的燕尾形槽口b,再用硬雜木做出兩根銀錠榫,銀錠榫穿插在斗耳與斗平表面的燕尾形槽口中,通過這種銀錠榫穿帶插接,將補配的斗耳與斗件固定在一起,在上下和左右方向加強了斗耳與斗件之間的整體性,并由銀錠榫來抵抗斗件順身口內放置的拱對兩側斗耳所產(chǎn)生的力矩。其次,在補配的兩斗耳內側立面中間位置各開一個矩形卯口或燕尾形卯口,并在其斗平上表面的相應位置也各開一矩形槽口或燕尾形槽口,保證槽口的斷面尺寸與斗耳上的卯口相同,然后,用兩根矩形或燕尾形插榫將補配的硬雜木斗耳與斗件在前后水平方向進行拉結固定,這樣既加強了水平方向的整體強度和柔韌性,同時,又可以抵抗斗耳與斗平在前后水平方向所產(chǎn)生的相對位移,避免了補配的斗耳與原有斗件之間的新舊木材干濕變化不一致所造成的影響。這種通過榫卯穿帶和插接組合的固定方式大大提高了斗件加固處的整體性,如遇地震或突發(fā)振動,榫頭與卯口的相互擠壓和摩擦能消耗地震能量,減小扭轉力對斗件結構整體的破壞,水平方向有銀錠榫和矩形插榫加強整體的拉結力,上下方向可由斗耳下部的銀錠榫穿帶插接來抵抗震動過程或地基不均勻沉降過程中拱對斗耳所施加的扭轉力矩,從而達到加強斗件的整體強度,提高了斗件的安全性能。
實施例2
“櫨斗”為古建筑大木作斗拱組件,宋式建筑名稱,是斗拱家族中最大的斗件,清式建筑名曰“坐斗”、“大斗”?!皺径贰庇许樕砜诤褪挚谥郑樕砜跒閮啥?,其順身口斗耳的加固修繕可采用本專利技術方案,其加固步驟與實施例1相同。