一种古建筑下开口单材拱的拱头加固修缮结构制造技术

一种古建筑下开口单材拱的拱头加固修缮结构，由中段拱身、左拱头和右拱头组成，所述的中段拱身为一体结构，其长度为两个平出的长度，中段拱身由中间的子荫拱体和对称设置在子荫拱体两侧的呈L型的侧翼拱头组成，在子荫拱体下方设有拱口，在两个侧翼拱头的竖段端面上开设一条贯通侧翼拱头前后面的燕尾卯口A，左拱头和右拱头设有与侧翼拱头相拼合的倒L型悬挑部，倒L型悬挑部搭接在侧翼拱头上，在倒L型悬挑部的水平段端面上开设一条燕尾卯口B，在燕尾卯口B和燕尾卯口A中榫接入银锭榫。在不改变原材料及施工工艺的基础上，能够大幅度提高古建筑下开口单材拱的整体稳定性和抗震性能，减小了对下开口单材拱结构整体的破坏，减少其维修次数。

【技术实现步骤摘要】
一种古建筑下开口单材拱的拱头加固修缮结构
本专利技术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头加固修缮结构。
技术介绍
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。“拱头”是指平出之外的上留和下刹两部分，“上留”宋式建筑大木作拱端部位，位于下刹之上，根据宋《营造法式》规定，“上留”部分为六分，而以六分为之广，是所有宋代建筑拱端“上留”的共同做法。“下刹”宋式建筑大木作拱端做法，位于下留之下，根据《营造法式》规定，“下刹”之广九分，在九分中又分四分，即拱端分为四瓣。“下刹”做法，至迟在汉代已出现，清官式建筑为“瓜四、万三、厢五”，即瓜拱四瓣、万拱三瓣、厢拱五瓣，地方做法多不尊此制。“下刹”成为各代拱端的共同特点，只是瓣数的不同而已。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、折断、拱头扭转变形等现象。另外，古建筑檐部的斗拱由于长期的风吹日晒、风雨侵蚀，拱头出现干裂糟朽的情况也非常普遍。目前，我国古建筑上开口单材拱中拱头部位的加固修缮技术是：对于出现干裂裂缝的拱头，如裂缝不大于3mm，则继续使用；大于3mm以上的裂缝，采用木条嵌缝修补。如果拱头糟朽或扭转变形，则采用硬杂木按原单材拱的尺寸样式重新制作并更换此单材拱。对于斗拱构件的更换，首先，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。其次，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。采用木条嵌缝加固的措施虽然简单快捷，但也只是从表面上改善了斗拱的外观，并不能从根本上解决斗拱的残损状况，作为嵌缝的木条而言，其不能加强单材拱的整体性能，因此，也不能提高此单材拱的整体受力性能和抗扭转性能，虽然表面残损有所改善，但内部的破坏依然在继续，从而使斗拱的安全性仍受到威胁。
技术实现思路
为解决上述技术问题，本专利技术提供一种古建筑下开口单材拱的拱头加固修缮结构，在不改变原材料及施工工艺的基础上，对古建筑下开口单材拱构件中的拱头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头加固修缮结构，由中段拱身、左拱头和右拱头组成，所述的中段拱身为一体结构，其长度为两个平出的长度，中段拱身由中间的子荫拱体和对称设置在子荫拱体两侧的呈L型的侧翼拱头组成，子荫拱体的底面与两侧的侧翼拱头围成设置在子荫拱体下方的拱口，在子荫拱体的前后两侧中心各开设一条子荫，在子荫的两侧的中段拱身的前后面上分别开设拱眼A，在两个侧翼拱头的竖段端面上开设一条贯通侧翼拱头前后面的燕尾卯口A，燕尾卯口A位于拱眼A下方，左拱头和右拱头朝向中段拱身的一端均设有与侧翼拱头相拼合的倒L型悬挑部，倒L型悬挑部搭接在侧翼拱头上，在倒L型悬挑部的前后两侧均开设有拱眼B，拱眼B和拱眼A拼合为拱眼，在倒L型悬挑部的水平段端面上开设一条贯通倒L型悬挑部前后面的燕尾卯口B，燕尾卯口B位于拱眼B的下方并与燕尾卯口A对应设置，在燕尾卯口B和燕尾卯口A中榫接入银锭榫，银锭榫与燕尾卯口B和燕尾卯口A相匹配。本专利技术所述的侧翼拱头的竖段端面上还开设一条从侧翼拱头顶面向下开设的矩形卯口A，在倒L型悬挑部的水平段端面上开设一条从倒L型悬挑部顶面向下开设的矩形卯口B，矩形卯口A和矩形卯口B对应拼合成卯口内卯接入与卯口相匹配的插榫。本专利技术所述的银锭榫由硬杂木制成。本专利技术所述的侧翼拱头的水平段的高度与拱口高度一致。本专利技术有益效果是：首先，本专利能够大幅度提高古建筑下开口单材拱的整体稳定性和抗震性能，如遇地震或突发振动，榫头与卯口的相互挤压和摩擦能消耗地震能量，减小了对下开口单材拱结构整体的破坏，减少其维修次数。其次，本专利技术加大了单材拱整体结构的柔韧性，促使单材拱两端产生的弯矩最小，从而使单材拱的抗扭转性能得到了提升，降低了下开口单材拱拱头发生扭转变形的风险。最后，这种加固结构用料较少，加工十分方便，实际加固操作工序较简单，既节省原材料，有利于环保，又大大降低维修施工的劳动强度，且在以后的古建筑斗拱保护修缮过程中，只需将所插接的硬杂木榫卯结构更换即可。综上所述，可以反映出这种下开口单材拱的拱头加固处理结构，在保持斗拱结构整体稳定性、抗扭转性、抗震性以及修缮更换时的巨大优势，未来具有广阔的发展前景。附图说明图1为现有技术的下开口单材拱的结构示意图；图2为本专利技术的爆炸结构示意图；图3为本专利技术的修缮后结构示意图；图中：1、中段拱身，101、子荫拱体，102、侧翼拱头，2、左拱头，3、右拱头，4、拱口，5、子荫，6、拱眼，601、拱眼A，602、拱眼B，7、竖段端面，8、燕尾卯口A，9、燕尾卯口B，10、倒L型悬挑部，11、水平段端面，12、银锭榫，13、拱头，14、平出，15、矩形卯口A，16、矩形卯口B，17、插榫。具体实施方式如图2所示，一种古建筑下开口单材拱的拱头加固修缮结构，由中段拱身1、左拱头2和右拱头3组成，中段拱身1、左拱头2和右拱头可根据损毁情况酌情进行更换，也可利用原下口单材拱进行修整重新利用，所述的中段拱身1为一体结构，其长度为两个平出的长度，中段拱身1由中间的子荫拱体101和对称设置在子荫拱体101两侧的呈L型的侧翼拱头102组成，侧翼拱头102由竖段和水平段组成，竖段在上水平段在下，子荫拱体101的底面与两侧的侧翼拱头102围成设置在子荫拱体101下方的拱口4，在子荫拱体101的前后两侧中心各开设一条子荫5，在子荫5的两侧的中段拱身1的前后面上分别开设拱眼A601，在两个侧翼拱头102的竖段端面7上开设一条贯通侧翼拱头102前后面的燕尾卯口A8，燕尾卯口A8位于拱眼A601下方，左拱头2和右拱头3朝向中段拱身1的一端均设有与侧翼拱头102相拼合的倒L型悬挑部10，倒L型悬挑部10搭接在侧翼拱头102上，侧翼拱头102和倒L型悬挑部10之间设有三条接缝，两条竖起接缝一条水平接缝，在倒L型悬挑本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种古建筑下开口单材拱的拱头加固修缮结构，其特征在于：由中段拱身（1）、左拱头（2）和右拱头（3）组成，所述的中段拱身（1）为一体结构，其长度为两个平出的长度，中段拱身（1）由中间的子荫拱体（101）和对称设置在子荫拱体（101）两侧的呈L型的侧翼拱头（102）组成，子荫拱体（101）的底面与两侧的侧翼拱头（102）围成设置在子荫拱体（101）下方的拱口（4），在子荫拱体（101）的前后两侧中心各开设一条子荫（5），在子荫（5）的两侧的中段拱身（1）的前后面上分别开设拱眼A（601），在两个侧翼拱头（102）的竖段端面（7）上开设一条贯通侧翼拱头（102）前后面的燕尾卯口A（8），燕尾卯口A（8）位于拱眼A（601）下方，左拱头（2）和右拱头（3）朝向中段拱身（1）的一端均设有与侧翼拱头（102）相拼合的倒L型悬挑部（10），倒L型悬挑部（10）搭接在侧翼拱头（102）上，在倒L型悬挑部（10）的前后两侧均开设有拱眼B（602），拱眼B（602）和拱眼A（601）拼合为拱眼（6），在倒L型悬挑部（10）的水平段端面（11）上开设一条贯通倒L型悬挑部（10）前后面的燕尾卯口B（9），燕尾卯口B（9）位于拱眼B（602）的下方并与燕尾卯口A（8）对应设置，在燕尾卯口B（9）和燕尾卯口A（8）中榫接入银锭榫（12），银锭榫（12）与燕尾卯口B（9）和燕尾卯口A（8）相匹配。...

【技术特征摘要】
1.一种古建筑下开口单材拱的拱头加固修缮结构，其特征在于：由中段拱身（1）、左拱头（2）和右拱头（3）组成，所述的中段拱身（1）为一体结构，其长度为两个平出的长度，中段拱身（1）由中间的子荫拱体（101）和对称设置在子荫拱体（101）两侧的呈L型的侧翼拱头（102）组成，子荫拱体（101）的底面与两侧的侧翼拱头（102）围成设置在子荫拱体（101）下方的拱口（4），在子荫拱体（101）的前后两侧中心各开设一条子荫（5），在子荫（5）的两侧的中段拱身（1）的前后面上分别开设拱眼A（601），在两个侧翼拱头（102）的竖段端面（7）上开设一条贯通侧翼拱头（102）前后面的燕尾卯口A（8），燕尾卯口A（8）位于拱眼A（601）下方，左拱头（2）和右拱头（3）朝向中段拱身（1）的一端均设有与侧翼拱头（102）相拼合的倒L型悬挑部（10），倒L型悬挑部（10）搭接在侧翼拱头（102）上，在倒L型悬挑部（10）的前后两侧均开设有拱眼B（602），拱眼B（602）和拱眼A（601）拼合为拱眼（6），在倒L型...

【专利技术属性】
技术研发人员：叶建华，
申请(专利权)人：洛阳理工学院，
类型：发明
国别省市：河南,41