[发明专利]一种古建筑檐柱与单额枋节点的加固修缮结构

说明书

技术领域

本发明属于古建筑木构架体系中柱与枋节点的保护修缮，具体说的是一种古建筑檐柱与单额枋节点的加固修缮结构。

背景技术

在古建大木构架中，水平构件与垂直构件相交的节点很多，最常见的有柱与梁、柱与枋、山柱与排山梁架、抱头梁、挑尖梁、穿插枋及单、双步梁与金柱相交部位等。目前，在古建筑大木构架的保护修缮过程中，柱与枋节点处拔榫、榫头破坏的现象非常突出，尤其是在古建筑檐柱与单额枋节点处。

“檐柱”古建筑大木作柱子称谓。《清式营造则例》称之为“承支屋檐之柱”。“檐柱”处在单体建筑的最外四周，是构成古建筑围护结构的基本构件，也是构成屋顶梁架的前端构件。宋《营造法式》分为副阶檐柱和殿身檐柱，早期柱子上有卷刹，明清柱子没有卷刹，是区别早期建筑的重要特征。宋《营造法式》和清工部《工程做法》对“檐柱”的制作有具体的规定，如清大式“檐柱”高为60斗口，直径6斗口。

单额枋为清式建筑大木作构件，位于檐柱柱头之间，是连接檐柱的额枋，为横向拉拽构件。此构件只是在檐柱之间，既不使用小额枋，也不设置由额垫板，独立存在时，才称之为“单额枋”。其长按面阔确定，但稍间应加二分之一柱径，高厚约同柱径。

“单额枋”与“檐柱”的连接多采用燕尾榫回肩拉结形式（如图1所示）。“燕尾榫”因其榫头形同燕尾而得名，其外大里小，故又称“大头榫”，多用于枋子与柱子之间的结合，具有很强的拉结作用。其做法，大致分为带袖肩“燕尾榫”和不带袖肩的“燕尾榫”两种形式，前者实际上是两个“燕尾榫”的重置形式。“回肩”古建筑大木作榫卯做法，多用于柱子与额枋之间的连接。肩，即榫头两侧部分。额枋榫头做好后，两肩部分向反方向抹角倒圆。

古建筑檐柱与单额枋节点处残损之所以较为严重，其原因是由于古建筑的地基沉降不均匀或在水平外力的作用下，造成单额枋与檐柱之间的榫头因撕裂变形而极易拔出，若单额枋拔榫，其作用在檐柱上的拉拽作用力就会减小或消失，导致古建筑木构架整体的稳定性大幅度降低，且过大尺寸的拔榫极易造成木构架严重倾斜、歪闪，最终会破坏古建筑梁架支撑体系的安全性能；另外，榫头插入卯口中，在长期外力的作用下，榫头由于卯口的挤压可能造成破坏，或者因卯口挤压变形造成自身截面尺寸减小或折断并导致下沉，从而削弱梁柱之间的结构整体的力学性能。

目前，在我国古建筑大木构架中，檐柱与单额枋节点榫卯修缮技术有：

（1）对于单额枋的榫头因撕裂变形而拔榫的现象，多采用铁扒钉或角钢进行加固。将单额枋与檐柱连接部位用铁扒钉、角钢、扁钢固定起来，以防止榫卯移位，这种加固措施虽然刚度较强，但柔韧性、抗震性、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金属件与柱枋的连接部位松动，造成加固件失效，从而使节点的安全性仍受到威胁。其次，金属件加固节点时，铆钉嵌固木构件的过程中往往会破坏木构件；改变了古建筑木结构的原材料及施工工艺，且金属件加固木结构是通过“嵌入”或“固定”的方式达到加固的目的，这种不可逆加固技术不仅不利于加固件的检修或更换，也不利于木结构的保护。

（2）对于单额枋的榫头出现折断的情况，则采用将整根单额枋弃之不用，采用硬杂木木料按原构件尺寸样式重新补配。这种措施不仅造成极大的材料浪费，而且重新更换的单额枋也不具备原构件所承载的历史价值和文物价值，从而失去了古建筑保护的目的和意义。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供一种古建筑檐柱与单额枋节点的加固修缮结构，在不改变原材料及施工工艺的基础上，对古建筑大木构架体系中檐柱与单额枋节点部位进行加固修缮处理。

为实现上述技术目的，所采用的技术方案是：一种古建筑檐柱与单额枋节点的加固修缮结构，包括卯接入檐柱的单额枋和垫木，檐柱的一侧开设有相连通的燕尾卯口和直榫卯口，燕尾卯口在上，直榫卯口在下，单额枋由单额枋身和单额回肩部组成，单额枋身的一端下方凿刻勾头搭掌榫A，单额回肩部的一端上方凿刻与勾头搭掌榫A相匹配的勾头搭掌榫B，单额回肩部的另一端设有燕尾榫，勾头搭掌榫A和勾头搭掌榫B榫接，燕尾榫与燕尾卯口相匹配并卯接入燕尾卯口内，垫木贴合单额枋的下表面设置，垫木的一端开设有直榫，直榫与直榫卯口相匹配并卯接入直榫卯口内，在单额枋身、单额回肩部和垫木上开设一条穿通单额枋身、单额回肩部的卯口A，在卯口A内卯接入与卯口A相匹配的插榫A，在直榫、直榫两侧的檐柱上开设一条穿通檐柱、直榫的卯口B，在卯口B内卯接入与卯口B相匹配的插榫B。

本发明所述的垫木的宽度与单额枋的宽度一致。

本发明所述的垫木的厚度为单额枋厚度的1/2。