[发明专利]一种古建筑下开口单材拱的拱口加固处理结构

说明书

技术领域

本发明属于古建筑木构架体系中斗拱构件的保护修缮，具体说的是一种古建筑下开口单材拱的拱口加固处理结构。

背景技术

斗拱在古建筑木构架体系中，是一个相对独立的门类，清代木作中有专门的“斗拱作”。

“单材拱”为古建筑大木作斗拱做法，即古建筑横拱和华拱用材大小和做法的称谓，单材即为小于足材的用材。按宋式建筑“材”的推算，“单材拱”为广（高）十五分，厚十分，“单材拱”的背上不施栔。汉代时期的拱大多为“单材拱”，一般认为，“单材拱”源于两个成因，一、是拱端部分安置散斗，导致拱与拱或枋之间的空缺，形成单材拱的形式；二、是横木（即早期的拱）本身，就是平直的枋木重叠演变而来的。

“拱口”是宋式建筑大木作构件做法，即为了使拱与拱之间相交结合，而制作的榫卯结构。制作“拱口”的构件，据宋《营造法式》规定，包括华拱、泥道拱、瓜子拱、慢拱、令拱以及骑栿拱、绞昂拱等。“拱口”位于拱相交处，有上开口、下开口和上下均开口三种做法。汉至唐代的许多华拱为单材做法，至宋代才对“单材拱”进行分类，并绘制图样，规定尺寸，拱与拱相交，上层拱为下开口拱口，下开口的单材拱构造如图1所示。

由于斗拱构件的件数最多，而且是小构件，结构复杂，富于变化，各种构件互相搭交，锯凿榫卯，一般剩余的有效截面都很小。整攒斗拱由于外力作用，如檐桁向外滚动，柱子下沉，梁架歪斜等都能引起斗拱的各构件因受力不均而发生位移，因之扭闪、变形，常常伴随出现拱口挤裂，拱头干裂糟朽和折断等现象。

目前，我国古建筑下开口单材拱中拱口部位的加固修缮技术是：对于劈裂未断的单材拱拱口，可采用化学粘结剂灌缝粘牢，并用铁扒钉钉固。左右扭曲不超过3mm的可以继续使用，超过3mm的应更换。对于拱口折断的单材拱，则采用干燥的硬杂木按原斗拱的尺寸样式进行补配更换。

对于斗拱构件的更换，由于斗拱构件是手工制作，原设计虽有一定的标准，但在制作过程时经过画线、锯截、锛凿、开榫卯等工序，不可避免的产生一些小误差，构件大的，不易查觉，构件小的就比较明显了。

采用化学粘结剂灌缝并结合铁扒钉钉牢的加固措施虽然在短期内刚度较强，但柔韧性、耐久性、抗扭转能力不足。首先，化学粘接剂为一种胶体，在空气中易氧化，耐久性较差，粘接在一起的下开口单材拱拱口，如果长时间暴露在大气中，粘接剂易老化脆裂，导致灌缝处开裂，整体性降低；并且这种依靠铁扒钉加固的结构，抗扭转能力较弱，如遇地基不均匀沉降或地面震动，容易造成铁扒钉与拱口左右之间的连接部位松动，造成下开口单材拱拱口连接处加固件失效，从而使斗件的安全性仍受到威胁。其次，铁扒钉钉固下开口单材拱拱口的过程中往往会破坏斗拱构件；改变了古建筑木结构的原材料及施工工艺，且金属件加固木构件是通过“嵌入”或“固定”的方式达到加固的目的，这种不可逆的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。另外，对于采用完全更换的措施，则有悖于尽可能保持古建筑木构件原真性的原则，失去了原有下开口单材拱所承载的历史价值和文物价值。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供一种古建筑下开口单材拱的拱口加固处理结构。在不改变原材料及施工工艺的基础上，对古建筑下开口单材拱构件中的拱口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：一种古建筑下开口单材拱的拱口加固处理结构，由中段拱身、以及插接在中段拱身两端的左拱头与右拱头组成，所述的中段拱身为倒T型结构，中段拱身由中间的子荫拱体、以及子荫拱体两侧的拱身侧翼组成，子荫拱体和两个拱身侧翼的底面平齐，子荫拱体的长度与拱口的长度一致，在子荫拱体的前后两侧面中心位置分别开设子荫，在子荫的两侧分别开设有拱眼A，在子荫拱体的左右两断面上各开设一条燕尾卯口A，左拱头与右拱头从断面方向向拱头端均开设卯口，卯口的形状与拱身侧翼相匹配，在卯口上方的左拱头与右拱头的前后两侧均开设有拱眼B，两个拱身侧翼分别插入两个卯口内使拱眼A和拱眼B拼合为拱眼，卯口下部的左拱头断面为拱头下断面，拱头下断面的高度与拱口的高度相同，卯口上部的左拱头断面为拱头上断面，在拱头上断面上设有与燕尾卯口A对应设置的燕尾卯口B，与燕尾卯口A和燕尾卯口B相匹配的银锭榫榫接入燕尾卯口A和燕尾卯口B中，将中段拱身与左拱头、右拱头在水平方向拉结为一体。

本发明所述的卯口的深度不小于下开口单材拱平出的末端位置。

本发明所述的银锭榫由硬杂木制成。

本发明所述的卯口的高度为2cm。

本发明所述的卯口的截面为矩形或梯形。

本发明有益效果是：