关键词：汶川地震；古建筑；震害分析；抗震加固；木结构

　　Abstract:To protect Chinese ancient buildings,damages of Chinese ancient wooden buildings caused by Wenchuan earthquake as well as their strengthening techniques were studied in this paper.According to survey data, damage symptoms such as basement destruction,column root displacement,column incline,tenon pulled out of mortise,decoration member damage,roof truss incline,tile drop down,filler wall collapse and so on were summarized.Then by analyzing main causes for damage of Chinese ancient wooden buildings were obtained:The over strong seismic forces,lacking remedy in time,construction problems,weak strength of filler material and so on.According to symptoms of Chinese ancient wooden buildings,strengthening techniques such as Dun-Jie,gluing, iron band connection,additional supports, pour strengthening,FRP strengthening and so on were put up.Finally Da-Xiong Palace in Sichuan province was taken as an example for aseismic analysis.Results show that in order to improve aseismic capability of Chinese ancient wooden buildings,more efforts are needed to maintain as well as retrofit them by different techniques to avoid any incipient fault,which will lead to least structural damages under earthquake.

　　Keywords:Wenchuan earthquake;Chinese ancient buildings;damage analysis;aseismic strengthening;wooden structure

　　我国的古建筑主要以木材为原料建造而成。从构造上讲，我国的古建筑主要由基础、柱子、斗栱、梁架、屋顶等部分组成。千百年来，它们能够历经各种自然灾害而完整保存下来，这与木材良好的抗弯、抗压及抗震性能密切相关。然而，由于木材又有徐变大、弹性模量低、易老化变形等缺点，这使得在地震作用下古建筑容易产生不同形式破坏。以2008年汶川8.0级地震为例，据不完全统计，据初步统计，仅四川省就有83处全国重点文物保护单位和174处省级文物保护单位遭受不同程度的破坏，造成了巨大的损失。为保护古建筑，本文将对汶川地震造成的古建筑破坏状况进行统计分析，研究以木结构为主的不同类型的古建筑的典型震害症状，分析震害原因，提出抗震加固方法，并以四川广元大雄宝殿为例进行抗震加固分析，结果将为我国古建筑的保护、修缮及加固提供有效思路。

　　1   典型震害

　　木结构古建筑具有良好的抗震性能，在中、低烈度的地震作用下具有易损坏性，大多表现为屋面系统构件或围护墙、山墙的破坏，震害相对较轻，而在9度及以上的强震作用下，其主体构架大多也能保持不致倒毁[1-2]。汶川地震对木结构古建筑造成的典型震害有：地基破坏、柱底侧移、柱身倾斜、节点拔榫、装修开裂、梁架歪闪、瓦件掉落、填充墙破坏等症状，具体描述如下：

　　(1) 地基破坏：见图1所示，当古建筑选址在河道、粉砂土层或潜在滑坡地带，施工时却又未做好基底处理时，在地震作用下，很有可能因山体滑坡或地基不均匀沉降而导致地基破坏。地基破坏是导致结构整体破坏的重要因素之一。

　　图1 地基破坏

　　(2) 柱底侧移：见图2所示，古建筑木柱柱底一般浮搁于柱顶石上，可产生滑移减震的效果。但是在地震作用下，柱底剪力小于水平地震力时，柱底往往会产生侧移现象。尺寸过大的侧移使柱顶石偏心受压，使柱顶石处于不利的受力状态，同时对结构整体稳定性也有不利影响。

　　图2 柱底侧移

　　(3) 柱身倾斜：见图3所示，柱身倾斜也是木结构古建筑的主要震害之一。地震作用下，当柱底产生侧移或梁柱节点松动时，柱身会产生侧移。柱身倾斜尺寸过大将导致屋顶倾覆，因此需要进行加固。

　　图3 柱身倾斜

　　(4) 节点拔榫：见图4所示，古建筑木结构梁柱大都以榫卯形式连接。榫卯连接的优点在于：在地震荷载作用下，榫和卯通过摩擦滑移与挤压变形进行耗能，减小结构的地震响应；然而榫卯节点的拔拉造成节点自身刚度退化，使梁柱节点形式由刚接向铰接过渡，在这种情况下，拔榫很可能造成结构局部失稳，影响构架的整体稳定性。

　　图4 节点拔榫

　　(5) 装修破坏：见图5所示，古建筑的装修构件主要指门、窗、隔板等部位的非承重构件。由于这些构件尺寸相对较薄，地震作用下容易产生脱离主体结构而破坏。

　　图5 装修破坏

　　(6) 梁架歪闪:见图6所示，木结构古建筑梁架搁置在柱顶或斗栱顶上，地震作用下，梁架随着柱身侧移容易产生歪闪现象。梁架歪闪对结构的整体稳定将产生不利影响，需要进行加固。

　　图6 梁架歪闪

　　(7) 脊件脱落：见图7所示，由于地震波在建筑物屋顶具有位移放大作用[3]，缺乏牢固连接屋面的瓦件、脊饰在地震作用下，很容易产生掉落现象。

　　图7 脊件脱落

　　(8) 填充墙破坏：见图8所示，古建筑木结构的维护墙砌筑在木构件之间，属非承重构件。填充墙主要采用砖石、砖土等砌体材料堆砌而成。由于这些建筑材料本身的抗拉、压、剪的强度差，加上墙体本身缺乏与木构架的拉接，因此在地震作用下很容易产生开裂、倒塌等破坏现象。

　　图8 填充墙破坏

　　2  原因分析 

　　经勘查分析，可得古建筑木结构产生震害的主要原因有以下几个方面：

　　(1) 地震烈度过大：汶川地震的震中烈度达11度，具有极强的破坏力。地震时强烈的竖向和水平地震作用是木结构破坏的一个主要原因。由于古建筑承重木料选取时一般未作抗震计算，大部分由工匠凭经验选料，部分木构件截面尺寸过小，导致地震作用下产生折断或过大变形，或榫卯节点的连接无法承受如此大的地震力导致拔榫、断榫，使得古建筑破坏。

　　(2) 木结构缺乏及时的修缮：部分木结构建筑年久失修，曾因糟朽、虫蛀、挠度等原因已经产生了柱底侧移、梁柱节点拔榫、柱身侧移、开裂、梁架歪闪等问题，使得木构架强度及稳定性能降低，但是由于缺乏及时的修缮与加固，此次地震导致破坏加剧。

　　(3) 施工问题：当古建筑选址在不良地基上时，如果未对地基进行加固处理，地震作用下，古建筑将因地基不均匀变形而破坏；立柱放在柱顶石上而缺乏与柱础的牢固连接时，柱底摩擦力小于水平地震剪力使得柱根错位或滑移脱落柱顶石，导致木柱支撑失效引起主体构架倒塌[4]；装修构件及维护墙属非承重构件，在施工时往往在主体构架安装完成后进行，因此缺乏与主体构架的拉接而导致震坏；此外，由于墙体与木构架的自振特性不同，在地震中产生的位移也不相同，因此会引起墙体开裂、错位甚至倒塌；当榫卯节点安装不严密时，地震作用下，很容易产生拉榫、折榫现象，导致木构架局部破坏或全部塌落[5]。墙体、瓦面与基层粘结不牢时，地震作用下将产生掉落现象。