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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(wèi)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(wèi)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(wù)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(yīng)縣木塔并稱爲(wèi)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。現(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(fù)，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(wù)。
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(yīng)用水準(zhǔn)儀以飛云樓柱礎(chǔ)石頂標(biāo)高爲(wèi)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(wèi)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(dāng)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(biāo)準(zhǔn)》[1]中明白規(guī)則，應(yīng)參照GB50007《修建地基根底設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)》[2]的相關(guān)規(guī)則，即相鄰柱礎(chǔ)的高差應(yīng)<0.003L(L爲(wèi)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(biāo)準(zhǔn)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(yīng)區(qū)別看待。
1.2對首層承重木柱柱網(wǎng)可分爲(wèi)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(yīng)爲(wèi)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?xùn)|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(yīng)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(wèi)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(wèi)此柱在二層的接頭分明松動所致。通天柱的側(cè)移角爲(wèi)柱頭程度位移總量與層間柱高的比值，應(yīng)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(wèi)3.47%、4.19%、4.62%，均爲(wèi)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(wèi)三層四檐木構(gòu)造，實爲(wèi)5層，包括3個明層和兩個暗層。應(yīng)用全站儀對永定柱柱頂停止分層坐標(biāo)量測，在底層空中選定原點，并定義正南方向爲(wèi)基準(zhǔn)軸，樹立全體坐標(biāo)系。而單個測點的坐標(biāo)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(yīng)用全體坐標(biāo)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(wèi)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(yīng)一、二層方向相反，一、二層樓層從仰望角度看均爲(wèi)逆時針方向改變，二層樓面立體改變角最大，爲(wèi)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(wèi)嚴重，有40%的柱間沉降差不滿足標(biāo)準(zhǔn)對古修建木構(gòu)造的要求。在首層?xùn)|南角檐柱的地基沉降差較大，在維護中應(yīng)高度注重。
4.2用通天柱側(cè)移角最大值作爲(wèi)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(wèi)3.47%、4.19%、4.62%，均爲(wèi)南側(cè)通天柱。4.3應(yīng)用全站儀對飛云樓各層通天柱的柱頭坐標(biāo)停止測量后，應(yīng)用全體立體坐標(biāo)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(wèi)逆時針方向改變，最大值爲(wèi)1.57°。
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