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书书书 第 ４ １卷 第 ４期 ２ ０ １ ３年 ８月 福州大学学报（ 自然科学版） Ｊ ｏ ｕ ｒ ｎ ａ ｌ ｏ ｆ Ｆ ｕ ｚ ｈ ｏ ｕＵ ｎ ｉ ｖ ｅ ｒ ｓ ｉ ｔ ｙ （ Ｎ ａ ｔ ｕ ｒ ａ ｌ Ｓ ｃ ｉ ｅ ｎ ｃ ｅＥ ｄ ｉ ｔ ｉ ｏ ｎ ） Ｖ ｏ ｌ ． ４ １Ｎ ｏ ． ４ Ａ ｕ ｇ ． ２ ０ １ ３ Ｄ Ｏ Ｉ １ ０ ． ７ ６ ３ １ ／ ｉ ｓ ｓ ｎ ． １ ０ ０ ０－ ２ ２ ４ ３ ． ２ ０ １ ３ ． ０ ４ ． ０ ４ ８ ３文章编号 １ ０ ０ ０－ ２ ２ ４ ３ （ ２ ０ １ ３ ） ０ ４－ ０ ４ ８ ３－ ０ ４ 古建筑木结构修缮加固时木材材料强度取值探讨 谢启芳，崔雅珍，赵鸿铁，薛建阳 （ 西安建筑科技大学土木工程学院，陕西 西安 ７ １ ０ ０ ５ ５ ） 摘要古建筑木结构由于木材自身的缺陷以及自然与人为的破坏，都急待修缮加固．木材材料强度的大小是制 定修缮加固方案、确定更换构件与否的基础，但目前尚缺乏这方面的研究成果．考虑到古建筑木材材料性能退 化，分析了古旧木材历经年限对木材强度的影响和横向裂纹对木材抗弯强度的影响，提出了古建筑木结构修 缮加固时木材材料强度的取值方法，可为古建筑木结构的修缮加固提供参考． 关键词古建筑木结构；木材强度；性能退化；横向裂纹 中图分类号Ｔ Ｕ ３ ６ ６ ． ２ 文献标识码Ａ Ｓ ｔ ｕ ｄ ｙｏ ｎｃ ａ ｌ ｃ ｕ ｌ ａ ｔ ｉ ｏ ｎｍｅ ｔ ｈ ｏ ｄｏ ｆ ｗ ｏ ｏ ｄｓ ｔ ｒ ｅ ｎ ｇ ｔ ｈｆ ｏ ｒａ ｎ ｃ ｉ ｅ ｎ ｔ ｔ ｉ ｍｂ ｅ ｒｓ ｔ ｒ ｕ ｃ ｔ ｕ ｒ ｅｂ ｕ ｉ ｌ ｄ ｉ ｎ ｇ ｓ Ｘ Ｉ ＥＱ ｉ － ｆ ａ ｎ ｇ ，Ｃ Ｕ Ｉ Ｙ ａ － ｚ ｈ ｅ ｎ ，Ｚ Ｈ Ａ ＯＨ ｏ ｎ ｇ － ｔ ｉ ｅ ，Ｘ Ｕ ＥＪ ｉ ａ ｎ － ｙ ａ ｎ ｇ （ Ｓ ｃ ｈ ｏ ｏ ｌ ｏ ｆ Ｃ ｉ ｖ ｉ ｌ Ｅ ｎ ｇ ｉ ｎ ｅ ｅ ｒ ｉ ｎ ｇ ，Ｘ ｉ ’ ａ ｎＵ ｎ ｉ ｖ ｅ ｒ ｓ ｉ ｔ ｙｏ ｆ Ａ ｒ ｃ ｈ ｉ ｔ ｅ ｃ ｔ ｕ ｒ ｅａ ｎ ｄＴ ｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ ，Ｘ ｉ ’ ａ ｎ ，Ｓ ｈ ａ ａ ｎ ｘ ｉ ７ １ ０ ０ ５ ５ ，Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ ） Ａ ｂ ｓ ｔ ｒ ａ ｃ ｔ Ｉ ｔ ｉ ｓｕ ｒ ｇ ｅ ｎ ｔ ｔ ｏｍ ａ ｉ ｎ ｔ ａ ｉ ｎａ ｎ ｄｒ ｅ ｉ ｎ ｆ ｏ ｒ ｃ ｅｍ ａ ｎ ｙａ ｎ ｃ ｉ ｅ ｎ ｔ ｔ ｉ ｍ ｂ ｅ ｒ ｓ ｔ ｒ ｕ ｃ ｔ ｕ ｒ ｅｂ ｕ ｉ ｌ ｄ ｉ ｎ ｇ ｓｂ ｅ ｃ ａ ｕ ｓ ｅｏ ｆ ｄ ｉ ｓ ａ ｄ ｖ ａ ｎ ｔ ａ ｇ ｅｏ ｆ ｗ ｏ ｏ ｄａ ｎ ｄｄ ｅ ｓ ｔ ｒ ｕ ｃ ｔ ｉ ｏ ｎｂ ｙｎ ａ ｔ ｕ ｒ ｅａ ｎ ｄｍ ａ ｎ ｋ ｉ ｎ ｄ ．Ｔ ｈ ｅ ｓ ｔ ｒ ｅ ｎ ｇ ｔ ｈｏ ｆ ｗ ｏ ｏ ｄｉ ｓ ｔ ｈ ｅ ｂ ａ ｓ ｉ ｓ ｔ ｏ ｅ ｓ ｔ ａ ｂ ｌ ｉ ｓ ｈｒ ｅ ｐ ａ ｉ ｒ ｓ ｃ ｈ ｅ ｍ ｅａ ｎ ｄｄ ｅ ｔ ｅ ｒ ｍ ｉ ｎ ｅｒ ｅ ｐ ｌ ａ ｃ ｅｏ ｎ ｅｍ ｅ ｍ ｂ ｅ ｒ ｗ ｈ ｅ ｔ ｈ ｅ ｒ ｏ ｒ ｎ ｏ ｔ ａ ｒ ｅｄ ｅ ｔ ｅ ｒ ｍ ｉ ｎ ｅ ｄｂ ｙ ，ｂ ｕ ｔ ｔ ｈ ｅ ｒ ｅ ｉ ｓ ａ ｌ ａ ｃ ｋｏ ｆ ｔ ｈ ｅ ｒ ｅ ｓ ｅ ａ ｒ ｃ ｈａ ｃ ｈ ｉ ｅ ｖ ｅ ｍ ｅ ｎ ｔ ｓ ．Ｉ ｎｔ ｈ ｅ ｐ ａ ｐ ｅ ｒ ，ｔ ｈ ｅ ｐ ｅ ｒ ｆ ｏ ｒ ｍ ａ ｎ ｃ ｅ ｄ ｅ ｇ ｒ ａ ｄ ａ ｔ ｉ ｏ ｎｒ ｅ ｇ ｕ ｌ ａ ｒ ｉ ｔ ｙ ｏ ｆ ａ ｎ ｃ ｉ ｅ ｎ ｔ ｏ ｒ ｏ ｌ ｄｗ ｏ ｏ ｄａ ｎ ｄｔ ｈ ｅ ｅ ｆ ｆ ｅ ｃ ｔ ｏ ｆ ｔ ｒ ａ ｎ ｓ ｖ ｅ ｒ ｓ ｅ ｃ ｒ ａ ｃ ｋｔ ｏ ｗ ｏ ｏ ｄｂ ｅ ｎ ｄ ｉ ｎ ｇ ｓ ｔ ｒ ｅ ｎ ｇ ｔ ｈａ ｒ ｅ ａ ｎ ａ ｌ ｙ ｚ ｅ ｄ ，ａ ｎ ｄｔ ｈ ｅ ｃ ａ ｌ ｃ ｕ ｌ ａ ｔ ｉ ｏ ｎｍ ｅ ｔ ｈ ｏ ｄ ｓ ｏ ｆ ｓ ｔ ｒ ｅ ｎ ｇ ｔ ｈｏ ｆ ｗ ｏ ｏ ｄｆ ｏ ｒ ａ ｎ ｃ ｉ ｅ ｎ ｔ ｔ ｉ ｍ ｂ ｅ ｒ ｓ ｔ ｒ ｕ ｃ ｔ ｕ ｒ ｅ ｂ ｕ ｉ ｌ ｄ ｉ ｎ ｇ ｓ ａ ｒ ｅ ｐ ｒ ｏ ｖ ｉ ｄ ｅ ｄ ．Ｔ ｈ ｉ ｓ ｍ ａ ｙ ｈ ｅ ｌ ｐｔ ｈ ｅ ｍ ａ ｉ ｎ ｔ ｅ ｎ ａ ｎ ｃ ｅａ ｎ ｄｒ ｅ ｉ ｎ ｆ ｏ ｒ ｃ ｅ ｍ ｅ ｎ ｔ ｆ ｏ ｒ ａ ｎ ｃ ｉ ｅ ｎ ｔ ｔ ｉ ｍ ｂ ｅ ｒ ｓ ｔ ｒ ｕ ｃ ｔ ｕ ｒ ｅｂ ｕ ｉ ｌ ｄ ｉ ｎ ｇ ｓ ． Ｋ ｅ ｙ ｗ ｏ ｒ ｄ ｓ ａ ｎ ｃ ｉ ｅ ｎ ｔ ｔ ｉ ｍ ｂ ｅ ｒｓ ｔ ｒ ｕ ｃ ｔ ｕ ｒ ｅｂ ｕ ｉ ｌ ｄ ｉ ｎ ｇ ｓ ；ｗ ｏ ｏ ｄｓ ｔ ｒ ｅ ｎ ｇ ｔ ｈ ；ｐ ｅ ｒ ｆ ｏ ｒ ｍ ａ ｎ ｃ ｅｄ ｅ ｇ ｒ ａ ｄ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ；ｔ ｒ ａ ｎ ｓ ｖ ｅ ｒ ｓ ｅ ｃ ｒ ａ ｃ ｋ ０ 引言 我国古建筑木结构以其巧妙的构造方法和卓越的抗震性能，引起了世界范围的瞩目，她是中华民族 乃至世界文化的重要组成部分，是祖先留给我们的宝贵文化遗产，具有很高的历史、文物、艺术和科学价 值［ １ ］．但由于木材自身的缺陷以及自然与人为的破坏，古建筑木结构的现状不容乐观，很多古建筑都急待 修缮加固．由于古建筑的一砖一瓦都有它存在的价值，因此 古建筑木结构维护与加固规范 （ Ｇ Ｂ ５ ０ １ ６ ５ ） ［ ２ ］要求古建筑的修缮必须遵守不改变文物原状的原则，修缮时必须尽量多的使用原来的建筑材料， 尽量少的更换构件．为了判断古建筑结构构件是继续使用、或经加固后继续使用、还是更换，首先要确定 的就是材料强度是否严重退化，然后根据构件承载力退化大小确定修缮加固方案．可见，古建筑木结构材 料强度的取值大小对古建筑的修缮加固方案选择具有重大影响． 新建木结构的木材材料强度已有成熟的研究成果，按 木结构设计规范 （ Ｇ Ｂ５ ０ ０ ０ ５ ） ［ ３ ］进行取值即 可．对于已历经数百年甚至上千年的古建筑而言，其材料力学性能已显著退化，因此其材料强度不能直接 按 木结构设计规范 进行取值． 古建筑木结构维护与加固规范 虽然用材料强度修正系数考虑了古建筑 收稿日期 ２ ０ １ ３－ ０ ４－ ２ ７ 通讯作者谢启芳（ １ ９ ７ ８－ ） ，副教授，Ｅ－ ｍ ａ ｉ ｌ ｎ ａ ｃ ｙ ． ｘ ｉ ｅ ＠１ ６ ３ ． ｃ ｏ ｍ 基金项目国家自然科学基金资助项目（ ５ １ １ ０ ８ ３ ７ ３ ，５ １ ２ ７ ８ ３ ９ ９ ） ；国家文物局文物保护科学和技术研究课题资助项目 （ ２ ０ １ １ ０ １ ２ ３ ） ；陕西省科技计划资助项目（ ２ ０ １ ３ Ｋ Ｊ Ｘ Ｘ－ ５ ６ ） ；陕西省教育厅科研资助项目（ ２ ０ １ ３ Ｊ Ｋ ０ ９ ８ ３ ） 福州大学学报（ 自然科学版）第 ４ １卷 的特殊性，但过于简单且偏不安全．基于此，本研究考虑古建筑的木材材料性能退化，提出了古建筑木结 构木材材料强度的取值方法． １ 古建筑木材历经年限对木材强度的影响 古建筑木结构所用木材在历经了数百年甚至上千年之后的实际材料性能是进行修缮加固的依据，为 了研究其材料性能的变化规律，文献［ ４－ ５ ］ 利用维修古建筑木结构时更换下来的旧木构件，进行了部分 木材物理力学性能试验．日本千叶大学也对古旧木材和新木材的物理力学性能进行了试验［ ４ ］，为便于比 较，换算为含水率为 １ ２ ％后的相关数据见表 １ 、表 ２ ． 表 １ 日本扁柏古木与新木换算成含水率为 １ ２ ％时的材性对比 Ｔ ａ ｂ ． １ Ｐ ｅ ｒ ｆ ｏ ｒ ｍａ ｎ ｃ ｅｃ ｏ ｍｐ ａ ｒ ｉ ｓ ｏ ｎｂ ｅ ｔ ｗ ｅ ｅ ｎａ ｎ ｃ ｉ ｅ ｎ ｔ ａ ｎ ｄｎ ｅ ｗＪ ａ ｐ ａ ｎ ｅ ｓ ｅｃ ｙ ｐ ｒ ｅ ｓ ｓ ａ ｔ １ ２ ％ ｍｏ ｉ ｓ ｔ ｕ ｒ ｅｃ ｏ ｎ ｔ ｅ ｎ ｔ 试验项目 经历 年数 换算含 水率／ ％ 换算顺 压强度 ／ Ｍ Ｐ ａ 比值 换算静 曲强度 ／ Ｍ Ｐ ａ 比值 换算弹 性模量 ／ Ｇ Ｐ ａ 比值 换算顺 剪强度 ／ Ｍ Ｐ ａ 比值 古 木 来 源 法隆寺１ ３ ０ ０１ ２４ ５ ． ４ ０１ ． ３ ２７ １ ． ７ ０１ ． ０ ３９ ． １１ ． １ ２６ ． ２ ００ ． ８ ０ 极乐院１ ２ ０ ０１ ２４ ３ ． ６ ８１ ． ２ ７７ ７ ． ３ ０１ ． １ １８ ． ７１ ． ０ ７５ ． ４ ９０ ． ７ １ 平等院９ ０ ０１ ２４ ４ ． ８ ９１ ． ３ １７ １ ． ６ ３１ ． ０ ３９ ． ４１ ． １ ６６ ． ９ １０ ． ８ ９ 大报恩寺７ ３ ０１ ２４ ３ ． ７ ８１ ． ２ ７７ ０ ． ９ ２１ ． ０ ２９ ． ３１ ． １ ５７ ． ５ ８０ ． ９ ８ 莲华王院７ ０ ０１ ２４ ７ ． ９ １１ ． ３ ９８ ５ ． ８ ９１ ． ２ ３１ ０ ． ４１ ． ２ ８７ ． ３ ３０ ． ９ ４ 灯明寺５ ３ ０１ ２５ ３ ． ２ ２１ ． ５ ５８ ３ ． ０ ２１ ． １ ９７ ． ６０ ． ９ ４７ ． ３ ３０ ． ９ ４ 高台寺３ ５ ５１ ２５ １ ． ０ ５１ ． ４ ９８ ７ ． ０ ３１ ． ２ ５１ ２ ． ０１ ． ４ ７６ ． ７ ６０ ． ８ ７ 罔满院３ ５ ０１ ２４ ７ ． ３ ８１ ． ３ ８７ ８ ． ２ ９１ ． １ ２１ ０ ． ２１ ． ２ ６７ ． ３ ６０ ． ９ ５ 教王护国寺３ ５ ０１ ２４ ７ ． ６ ５１ ． ３ ９７ ４ ． ０ ７１ ． ０ ６９ ． ０１ ． １ １８ ． ４ ２１ ． ０ ９ 新 木 木曾产８１ ２３ ３ ． ６ ５６ ７ ． ３ １８ ． ７７ ． ０ ０ 奈良产６１ ２３ ３ ． ８ ８６ ９ ． ２ ３７ ． ３８ ． ０ ６ 高野产５１ ２３ ５ ． ５ ３７ ２ ． ４ ７８ ． ３８ ． ２ ２ 平均值３ ４ ． ３ ５１ ． ０ ０６ ９ ． ６ ７１ ． ０ ０８ ． １１ ． ０ ０７ ． ７ ６１ ． ０ ０ 注比值 ＝ 古木换算值／ 新木换算平均值 表 ２ 日本榉树古木与新木换算成含水率为 １ ２ ％时的材性对比 Ｔ ａ ｂ ． ２ Ｐ ｅ ｒ ｆ ｏ ｒ ｍａ ｎ ｃ ｅｃ ｏ ｍｐ ａ ｒ ｉ ｓ ｏ ｎｂ ｅ ｔ ｗ ｅ ｅ ｎａ ｎ ｃ ｉ ｅ ｎ ｔ ａ ｎ ｄｎ ｅ ｗＪ ａ ｐ ａ ｎ ｅ ｓ ｅｂ ｅ ｅ ｃ ｈａ ｔ １ ２ ％ ｍｏ ｉ ｓ ｔ ｕ ｒ ｅｃ ｏ ｎ ｔ ｅ ｎ ｔ 试验项目 经历 年数 换算含 水率／ ％ 换算顺 压强度 ／ Ｍ Ｐ ａ 比值 换算静 曲强度 ／ Ｍ Ｐ ａ 比值 换算弹 性模量／ Ｇ Ｐ ａ 比值 换算顺 剪强度 ／ Ｍ Ｐ ａ 比值 古 木 来 源 极乐院６ ５ ０１ ２４ ８ ． ９ ６０ ． ７ ５６ ７ ． ７ ７０ ． ５ ２８ ． ９０ ． ６ ９８ ． ９ １０ ． ５ ３ 灯明寺５ ３ ０１ ２６ ２ ． ８ ８０ ． ９ ６９ ０ ． ３ １０ ． ７ ０１ ０ ． ３０ ． ８ ０１ ２ ． ９ １０ ． ７ ７ 法华寺３ ５ ０１ ２６ ２ ． ３ ００ ． ９ ５９ ３ ． ４ ００ ． ７ ２９ ． ７０ ． ７ ６１ ０ ． ４ ４０ ． ６ ３ 高台寺３ ５ ０１ ２５ １ ． １ ８０ ． ７ ８８ ０ ． ９ ５０ ． ６ ３８ ． １０ ． ６ ３１ ０ ． １ ４０ ． ６ １ 二条城３ ５ ０１ ２６ ２ ． ３ ９０ ． ９ ５９ ６ ． ６ ５０ ． ７ ５１ １ ． １０ ． ８ ７１ ２ ． ９ ３０ ． ７ ７ 清水寺３ ２ ０１ ２５ ２ ． １ ５０ ． ８ ０８ ４ ． ４ ３０ ． ６ ５９ ． ００ ． ７ １１ １ ． ４ ００ ． ６ ８ 延历寺３ １ ０１ ２４ ３ ． ５ ８０ ． ６ ７８ ９ ． ８ ６０ ． ７ ０９ ． ３０ ． ７ ３１ １ ． ８ ５０ ． ７ １ 观音寺２ ４ ０１ ２６ ９ ． ０ ４１ ． ０ ５１ １ ７ ． １ ７０ ． ９ １１ ３ ． ２１ ． ０ ４１ １ ． ３ ３０ ． ６ ８ 新 木 （ Ⅰ） ０１ ２６ ３ ． ５ ０１ ３ ２ ． ６ ０１ ３ ． ２１ ６ ． ０ ０ （ Ⅱ）０１ ２６ ７ ． ４ ７１ ２ ５ ． ６ ４１ ２ ． ３１ ７ ． ４ １ 平均值６ ５ ． ４ ８１ ． ０ ０１ ２ ９ ． １ ２１ ． ０ ０１ ２ ． ８１ ． ０ ０１ ６ ． ７ ０１ ． ０ ０ 注比值 ＝ 古木换算值／ 新木换算平均值 将这些试验结果绘于图 １ ，可以很清楚的发现古旧木材力学性能随时间变化的一些规律． 结合文献［ ４－ ５ ］ 的分析结果及上述日本千叶大学试验结果可以看出①古旧木材相对于新木材其强 度指标多数是降低的，特别是顺纹抗拉强度和横纹抗压强度降低幅度最大，约达５ ０ ％；②不同地区、不同 树种、不同年代、不同强度指标变化规律不样． ４８４ 第 ４期谢启芳，等古建筑木结构修缮加固时木材材料强度取值探讨 图 １ 木材力学性能随历经年限变化规律 Ｆ ｉ ｇ ． １ Ｗｏ ｏ ｄｍ ｅ ｃ ｈ ａ ｎ ｉ ｃ ａ ｌ ｐ ｒ ｏ ｐ ｅ ｒ ｔ ｉ ｅ ｓ ｃ ｈ ａ ｎ ｇ ｅｗ ｉ ｔ ｈｔ ｉ ｍ ｅ 由于各项指标的变化规律随不同地区、不同树种、不同年代的差异性很大，再加上试验数据非常有 限，目前暂无较全面的研究成果，但很多强度指标降低幅度在 ６ ０ ％．因此本研究认为对古建筑木结构进 行修缮时，木材强度应该根据实测数据，再考虑到其它影响因素（ 如含水率、天然缺陷等） 及可靠度进行 强度折减．如确实因保护需要不能取样测试时，应考虑古建筑历经年限的不利影响而对强度进行折减． 表 ３ 东北红松试样抗弯强度测试结果 Ｔ ａ ｂ ． ３ Ｔ ｅ ｓ ｔ ｒ ｅ ｓ ｕ ｌ ｔ ｓ ｏ ｆ ｂ ｅ ｎ ｄ ｉ ｎ ｇｓ ｔ ｒ ｅ ｎ ｇ ｔ ｈｏ ｆ ｔ ｈ ｅ ｎ ｏ ｒ ｔ ｈ ｅ ａ ｓ ｔ Ｋ ｏ ｒ ｅ ａ ｎｐ ｉ ｎ ｅ 试样类型无裂纹试样有裂纹试样 试样个数６６ 抗弯强度均值／ Ｍ Ｐ ａ６ ７ ． ２ ７３ ７ ． ３ ７ 标准差２ ． ０ ３１ ． ５ ４ 变异系数／ ％３ ． ０ ２４ ． １ ２ 有无裂纹试样抗弯强度比值０ ． ５ ６ 注有裂纹试样按净高度 ２ ０ｍ ｍ计算抗弯强度 ２ 横向裂纹对木材抗弯强度的影响 需修缮古建筑木结构的受弯构件通常有糟 朽等横向缺陷，相当于横向裂纹．为了考察横 向裂纹对木材抗弯强度的影响，作了有、无横 向裂纹东北红松木材抗弯强度的对比试验．试 样分为两组，按 木材抗弯强度实验方法 ［ ６ ］制 作试样，每组试样有 ６个试件，长度为顺纹方 向；第１组为无裂纹完好试验，尺寸为２ ０ ｍ ｍ ２ ０ｍ ｍ ３ ０ ０ｍ ｍ ；第 ２组为带横向裂纹试样，尺 寸为２ ０ ｍ ｍ ３ ０ ｍ ｍ ３ ０ ０ ｍ ｍ ，在试样中央沿弦向割制１ ０ ｍ ｍ深的边缘裂纹，试样在开裂纹处的净截面仍 为 ２ ０ｍ ｍ ２ ０ｍ ｍ ，如图 ２所示．试验采用日产 Ｓ Ｈ Ｉ Ｍ Ａ Ｄ Ｚ Ｕ型木材万能试验机进行测定，加载方案如图 ３ 所示．抗弯强度计算结果见表 ３ ． 图 ２ 带裂纹试样图 Ｆ ｉ ｇ ． ２ Ｓ ｐ ｅ ｃ ｉ ｍ ｅ ｎ ｓ ｗ ｉ ｔ ｈｃ ｒ ａ ｃ ｋ 图 ３ 木材抗弯强度加载方案 Ｆ ｉ ｇ ． ３ Ｌ ｏ ａ ｄｐ ｒ ｏ ｇ ｒ ａ ｍｆ ｏ ｒ ｗ ｏ ｏ ｄｂ ｅ ｎ ｄ ｉ ｎ ｇｓ ｔ ｒ ｅ ｎ ｇ ｔ ｈ ５８４ 福州大学学报（ 自然科学版）第 ４ １卷 上述测试结果的变异系数很小，所得测试结果稳定可用．东北红松有、无裂纹试样抗弯强度比值的试 验结果为 ０ ． ５ ６ ，这与文献［ ７ ］ 对白桦和柞木得到的试验结果（ 有无裂纹试样抗弯强度比值分别为 ０ ． ５ ３和 ０ ． ４ ４ ） 基本一致．从测试结果及文献［ ７ ］ 结果均可以看出，横向裂纹对木材试样的抗弯强度有很大的不利 影响．因此，对于有横向裂纹的受弯构件，其抗弯强度需考虑横向裂纹的影响，建议有横向裂纹木材抗弯 强度取 ０ ． ５的折减系数． ３ 古建筑木材强度取值建议 基于古旧木材历经年限和横向裂纹对木材强度的不利影响，评估古建筑木结构时，对于古旧木材，木 材材料强度除需按 木结构设计规范 要求考虑折减外，还需要考虑古建筑木材历经年限，可在 古建筑木 结构维护与加固规范 考虑木材老化折减系数的基础上，乘以 ０ ． ９的折减系数，即可按表 ４的折减系数考 虑古建筑木材历经年限的影响．对于木材抗弯强度，如有横向裂纹，还需考虑横向裂纹对木材抗弯强度的 影响，采用 ０ ． ５的强度折减系数． 表 ４古建筑木材强度考虑历经年限的折减系数 Ｔ ａ ｂ ． ４ Ｒ ｅ ｄ ｕ ｃ ｔ ｉ ｏ ｎｃ ｏ ｅ ｆ ｆ ｉ ｃ ｉ ｅ ｎ ｔ ｏ ｆ ｗ ｏ ｏ ｄｓ ｔ ｒ ｅ ｎ ｇ ｔ ｈｆ ｏ ｒａ ｎ ｃ ｉ ｅ ｎ ｔ ｗ ｏ ｏ ｄｄ ｕ ｅｔ ｏｓ ｅ ｒ ｖ ｉ ｃ ｅｌ ｉ ｆ ｅ 古建筑历经年限／ ａ顺纹抗压强度抗弯和顺纹抗剪强度弹性模量和横纹承压强度 １ ０ ００ ． ８ ６０ ． ８ １０ ． ８ １ ３ ０ ００ ． ７ ７０ ． ７ ２０ ． ７ ７ ≥５ ０ ０ ０ ． ６ ８０ ． ６ ３０ ． ６ ８ 对于古建筑木结构修缮加固是更换的新木材，虽然新木材的强度暂时较高，但考虑到进过数百年后 新木材也将变成古旧木材，因此新木材的强度应采用相同树种的古旧木材的强度作为修缮加固时的依据． 如更换用的新木材无法采用与原构件相同树种木材，则需选用强度等级不低于原构件的新木材代替，其 强度设计值仍采用原构件古旧木材强度． ４ 结论 为确定古建筑的修缮加固方案，需确定古建筑木材材料强度，本研究经分析得出以下结论 １ ） 对于已历经数百年甚至上千年的古建筑而言，其木村材料力学性能已显著退化，木材材料强度不 能直接按 木结构设计规范 进行取值． ２ ） 古建筑历经年限对木材强度具有重要不利影响，对古旧木材，可在 古建筑木结构维护与加固规 范 考虑木材老化折减系数的基础上，乘以 ０ ． ９的折减系数来考虑古建筑历经年限的影响． ３ ） 对修缮加固用新木材，应采用相同树种的古旧木材的强度作为修缮加固时的强度指标． ４ ） 横向裂纹对木材抗弯强度有重要不利影响，可采用 ０ ． ５的强度折减系数来考虑这种影响． 参考文献 ［ １ ］谢启芳， 赵鸿铁， 薛建阳， 等． 中国古建筑木结构榫卯节点加固的试验研究［ Ｊ ］ ． 土木工程学报， ２ ０ ０ ８ ， ４ １ （ １ ） ２ ８－ ３ ４ ． ［ ２ ］中华人民共和国建设部．Ｇ Ｂ５ ０ １ ６ ５－ １ ９ ９ ２古建筑木结构维护与加固规范［ Ｓ ］ ．北京中国建筑工业出版社， １ ９ ９ ２ ． ［ ３ ］中华人民共和国建设部．Ｇ Ｂ５ ０ ０ ０ ５－ ２ ０ ０ ３木结构设计规范［ Ｓ ］ ．北京中国建筑工业出版社， ２ ０ ０ ３ ． ［ ４ ］古建筑木结构维护与加固规范编制组．古建筑木结构用材的树种调查及其主要材性的实测分析［ Ｊ ］ ．四川建筑科学研 究， １ ９ ９ ４ （ １ ） １ １－ １ ４ ． ［ ５ ］陈国莹．古建筑旧木材材质变化及影响建筑变形的研究［ Ｊ ］ ．古建园林技术， ２ ０ ０ ３ （ ３ ） ４ ９－ ５ ３ ． ［ ６ ］国家技术监督局．Ｇ Ｂ１ ９ ３ ６ ． １－ １ ９ ９ １木材抗弯强度试验方法［ Ｓ ］ ．北京中国标准出版社， １ ９ ９ １ ． ［ ７ ］王丽宇．木材裂纹扩展及其断裂行为的研究［ Ｍ］ ．北京中国环境科学出版社， ２ ０ ０ ４ ． （ 责任编辑林晓） ６８４
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