[发明专利]一种对古建筑斜搭掌式椽子与檩节点进行加固修缮的方法

说明书

一种对古建筑斜搭掌式椽子与檩节点进行加固修缮的方法，先拆掉糟朽的椽子进行更换，将椽子的椽头锯成斜面，在上跨椽子椽头刻勾连搭掌凸榫，在下跨椽子椽头刻勾连搭掌卯口；在檩条上刻燕尾卯口，制作下部插入燕尾卯口中的引条，将下跨椽子通过矩形卯口卡接在引条上，在贴着下跨椽子左右两侧的引条立面上各凿一个圆通孔，再用制作两根圆形插榫，将圆形插榫插入圆孔孔内对下跨椽子进行夹紧；最后在上跨椽子椽头刻矩形卯口A，在下跨椽子椽头刻矩形卯口B，制作一根与矩形卯口A和矩形卯口B拼合形状相同的矩形插榫，将上跨椽头和下跨椽头通过勾连搭掌榫固定在一起，通过矩形插榫将上、下跨椽头插接固定，在不改变原材料及施工工艺的基础上完成修缮。

技术领域

本发明属于古建筑屋面木结构层的保护修缮，具体说的是一种对古建筑斜搭掌式椽子与檩节点进行加固修缮的方法。

背景技术

椽子属古建筑大木构件，处在梁架中的檩与望板之间，架于上下檩与桁之上，按一定顺序，或正角或斜角排列。其断面有圆形和方形两种。依其所在位置，“椽”有不同的称谓，如：檐椽、脑椽、花架椽等。根据研究，椽子早在“构木为巢”的时代就已经使用，但当时由于屋面为直面，所以，“椽子”实际起的是檩子的作用，汉代的跌落式屋顶，表明汉代有了多段的“椽子”；南北朝的曲面屋顶，导致了“椽子”的多样化。在封建社会，“椽子”的制作有着严格的等级制度，如《国语》曾记载：天子的宫室“椽子”不但要磨光，还要有纹理；诸侯房屋上的“椽子”只能磨光；士大夫房屋上的“椽子”只要砍圆就行。总之，构成古建筑木构架的构件除了梁、柱、枋、檩之外，还有屋面的椽子、望板等木基层及其附属构件。古建筑椽子的排列形式可分为：乱搭头与斜搭掌两类；乱搭头是指椽头与椽头之间平行依靠，斜向交错。斜搭掌是指将脊步、金步与檐部等各步椽头，根据举折尺度锯成斜面，钉椽时使之上下重叠相交，并用椽钉加固（如图1所示）。

古建筑屋面木基层是指木椽子与其上承的木望板之间所形成的结构层，它对古建筑屋面的健康起着举足轻重的作用。由于古建筑屋架为木结构，若屋面木基层糟朽或破损，必会导致屋面灰背层开裂、屋顶漏雨，造成屋架体系糟朽腐烂，进而影响整个建筑木构架的受力强度。古建筑的屋面是个复杂的结构体系，椽子承受由望板传递来的屋面荷载，并将这些荷载均匀地传递给檩条，其中椽子是否具备足够的强度和承载能力，并能有效地将屋面荷载均匀地传递给桁檩是考察古建筑屋面承重体系的一个重要指标。由此可见，椽子就是古建筑屋面结构层的坚强“卫士”。椽子作为屋面木基层的构件之一，直接与灰背层中的灰泥接触，年长日久，屋面渗漏会造成望板和椽子的糟朽；所以，椽子的加固是古建筑木结构修缮工程中经常遇到的问题。

目前，我国在古建筑屋面木基层的保护修缮工程中，对于斜搭掌式椽子糟朽腐烂严重，需要更换新件时，在椽头与檩节点处所采取的修缮加固措施是：拆除屋面的瓦件，铲掉屋面泥背层，揭去望板，拆掉糟朽的椽子，更换新件。在更换时，先将新更换椽子的椽头根据屋面举折尺度锯成斜面，再将屋面上下跨椽头的斜面与斜面进行搭接即为斜搭掌，在斜搭掌式椽头与檩节点处将椽头斜面上下搭接相交，并用铁钉将椽头与檩钉固在一起，以防止椽头在上下和左右方向产生位移。但是，这种传统的修缮措施会带来以下弊端：首先，这种利用铁钉固定的措施虽然在短期内刚度较强，但其节点处的柔韧性、抗扭转能力不足；如遇地基不均匀沉降或地面震动容易造成铁钉与椽子、檩条之间连接部位的松动，导致加固作用失效，从而使斜搭掌式椽头与檩节点的安全性仍受到威胁。另外，铁钉长期暴露在空气中，由于氧化作用产生锈蚀，必然会导致铁钉强度削弱，节点刚度降低，从而造成椽头在节点处松脱移位。其次，铁件加固节点时，改变了古建筑木结构的原材料及施工工艺，且铁钉加固斜搭掌椽头与檩节点是通过“钉入”的方式达到加固的目的，这种不可逆的加固修缮技术不仅不利于椽子的检修或更换，也不利于古建筑屋面木结构基层的保护。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供一种对古建筑斜搭掌式椽子与檩节点进行加固修缮的方法，在不改变原材料及施工工艺的基础上，对古建筑屋面结构层中斜搭掌式木椽子与檩节点处的加固修缮结构。