故宫中和殿某中金檩断裂分析

勘查发现,故宫中和殿明间某中金檩在与上部爬梁相交位置出现局部断裂,造成下部中金枋产生较大挠度.为探明该中金檩产生断裂的原因,采取理论计算与数值模拟相结合的方法,对中金檩、中金枋体系进行了分析.基于榫卯连接边界条件的特征,分别考虑中金檩与中金枋叠合、中金檩与中金枋分离、中金檩完全断裂等三种工况,建立了中金檩-枋体系的受力模型,进行了静力分析,获得了中金檩、中金枋的变形及内力分布特征,讨论了中金檩断裂破坏的影响因素.结果表明:由于中金檩在爬梁作用位置截面削弱,造成中金檩自身拉、压、弯承载力不足,从而导致中金檩产生断裂;中金檩与中金枋分离条件下,中金檩断裂造成的中金枋内力增加,且比檩枋叠合条件更明显;中金檩完全断裂后,将造成中金枋内力及变形剧增,威胁中金枋安全.因此,对中金檩采取及时有效的加固措施极其重要.研究结果将为中金枋采取加固措施提供理论参考.     

对出土饱水糟朽漆器脱水定型的实验研究——兼论饱水残破漆器的修复

1986年陕西省考古研究院(原陕西省考古所)发掘凤翔雍城秦公一号大墓期间出土的一件饱水糟朽残破漆盂,无法用其他方法对其脱水定型。而沙堆自然干燥法"也只适于处理含水量低(50%左右,最高不超过100%)、木胎质地保存较好的漆器,而不适于处理饱水糟朽漆器。为此,对此方法做了技术上的改进和实验研究。采用乳香胶丙酮溶液加固一沙堆自然干燥法对饱水糟朽残破漆盂脱水定型和修复加固。结果表明,漆盂最大长度的收缩率为零,最大宽度的收缩率为1.3%,绝对含水率为180%;漆盂无变形,彩绘色泽光亮饱满,效果满意。脱水定型机理为用乳香胶丙酮溶液加固、沙堆严格控制脱水速度和用沙堆束缚固定变形应力三重措施抵制消除了饱水糟朽漆盂脱水定型过程中的变形应力,使其脱水定型获得成功。结果提示,本方法打破了"沙堆自然干燥法只能处理含水量低,木胎质地好器物的条件限制,而可对饱水糟朽漆器脱水定型,它比原方法具有更广泛的应用范围。     

甘肃出土糟朽木器的形态与结构分析

甘肃出土木器依据形态与结构划分,属于典型的糟朽木器类型,材质外观特征与特性明显。制作材质鉴定表明,基本类型有①松科云杉;②松科冷杉;③柏科圆柏。通过对糟朽木器形态类型、结构属性、影响因素及发生改变原因剖析,指出了糟朽木器材质在经历了第一阶段的转折性根本改变后（含水率远低于纤维饱和点）,即将面临第二阶段的转折性根本变化（含水率略高或接近于平衡含水率）,而这一阶段的改变结果对器物将是毁灭性的;为了避免出土器物在短期内形态发生剧变,运用生物切片、扫描电镜分析技术对木质纤维显微结构进行了观察和研究,研究结果与结构病害腐变结果相吻合。选取与糟朽器物同期考古出土的糟朽棺板木作为分析对象,分别对其化学成分、容积重、含水率以及力学性能进行了实验测试,测得糟朽木器降解损失超过50%,含水率约为10.5%,力学强度指标与正常材质相比,均有明显的下降,且相对差异较大,最大约为正常木材强度的60%。对比分析结果,得出了结论：①糟朽木器的形态与结构状况与实验生物切片分析、电镜显微结构观察和研究结果相吻合,同时材质成分、容积重与力学性能测定结果为上述分析结果提供了有力的数据支撑;②致使糟朽木器形态和结构发生改变的主要因素是胎木含水率,其值是非恒定的并随外部环境而改变,因此含水率可用于反映糟朽木器的材质特性;③纤维饱和点与平衡含水率是影响、衡量和评估糟朽木器形态与结构的两个重要的物理参数;④鉴于糟朽木器的材质特性,后期保存应尽量避免与水分的直接接触,需要严格控制其胎木的含水率,且维持恒定、稳定的保存环境,这点对后期糟朽木器的保存是非常重要的     

古建筑角梁构造与翼角生起略述

中国古代建筑以其独特的造型艺术及构造特点,形成了本民族的建筑体系,成为东方建筑文化圈之主体。而传统建筑之翼角,是构成中国传统建筑造型美的一大特征,主要用于四坡及攒尖屋顶建筑物转角处,并使这类建筑物更趋完美,从而丰富和烘托了中国传统建筑艺术的完美性。它是我国劳动人民在长期的营建过程中反复实践不断总结所创造出来的一项专门艺术。翼角,一是由老角梁、仔角梁、角檐椽、角飞椽、角斗拱及与之相关的一些附属部件结构而成的。从建筑外观看两角渐渐上翘,并向前伸出,形成一条和缓的曲线,从一些画象石、明器及墓阙等资料考…     

故宫太和殿结构现状数值模拟研究

为保护故宫太和殿,采用数值模拟方法,研究了太和殿的结构现状特征。采用ANSYS有限元程序,考虑榫卯节点、斗拱连接等构造,建立了太和殿有限元模型。分别对模型进行自重作用、风荷载作用下的静力分析及8度常遇地震作用下的时程响应分析,获得了太和殿在不同荷载作用下的内力及变形分布特征,评价了太和殿的结构安全现状。结果表明:重力及风荷载作用下,太和殿结构的内力、变形均在容许范围内;地震作用下,结构保持稳定状态,且榫卯节点及斗拱构造有利于减震。因此,太和殿结构现状是安全的。     

考古出土饱水木器的腐朽、收缩变形原理

如何防止饱水糟朽木材的收缩变形是文物保护中的一个重要问题。出土木质文物在地下长期的埋藏过程中,因生物和化学的作用,成分和结构发生了不同程度的变化,从而使木材一些原有的特性消失。最普遍发生的是木材的含水率增高,当水分失去时发生严重的、甚至不可恢复的收缩变形。文章拟就饱水糟朽木材干燥中的几个问题进行探讨。一木材的结构与组成木材由细胞组成,构成细胞壁的有机物质是纤维素(约占42％以上)、半纤维素(约占20～35％)和木素(约占15～35％)等。纤维素是构成木材的骨架物质,是由多     

甘肃武威磨咀子出土汉代木牛车抢救性复原修复

甘肃武威出土的汉代木牛车,两轮巨大,造型简约、独特,是河西走廊乃至西域特有样式。器物因受埋藏环境和保存环境影响,具有糟朽木器的典型特征,车体结构因腐蚀严重而坍塌散架,木质收缩变形,车轮残损、残缺,车辕、车轴断裂,车蛉、车羝残失,车毂及附属部件酥解、粉化,以致无法组合成形。为此,对这批木牛车实施了抢救性复原修复。修复工作采用考古出土的汉代棺板木作为修复材料,使用棺板木木屑及聚醋酸乙烯乳液混合物用于补全、补缺和外观做旧;回收利用老化的竹签条或棉签棒对车辐进行了复原;采用滴管渗透的方法,使用PB72的乙酸丁酯或丙酮试剂对糟朽部件实施加固;最后,采用器物原始的铆眼套合技术,使木牛车历史原貌得到复原,修复效果良好。本工作可为其后糟朽木器的修复提供科学可行的材料和技术。     

甘肃出土糟朽木器材质鉴定及特征分析

甘肃木器是反映河西走廊古丝绸之路文化、历史和社会重要的珍贵遗产。武威、高台作为甘肃木器重要的发现地,出土器物不仅类型、风格迥异,而且器物材质形态、结构特征明显,属于典型的糟朽木器类型。研究工作从木材学的角度出发,应用生物切片技术,对出土器物材质树种、特征及特性进行了科学鉴定和剖析。鉴定结果表明,树种类型有:①云杉;②冷杉;③圆柏;④落叶松;⑤胡杨;⑥榆树;⑦香椿;同时采用扫描电镜、X射线衍射分析技术对糟朽木质纤维显微形态、结构进行了观察和分析,分析结果表明:出土糟朽木器木质结构已发生降解、腐变,其材质形态特征及特性会随着后期保存环境及其因素的影响、腐蚀而频繁变化或骤变。最后,分析工作对糟朽木器纤维素结晶度、降解度等相关物理参数进行了实验测定。测定结果表明:出土实物纤维素结晶度约为58%,而纤维降解度达到40%以上。综合以上鉴定结果和实验数据,得出以下结论:①甘肃木器制作材质涉及的树种种类较多,基本以云杉材为主,而青海云杉在祁连山林区分布广泛,为其制作用材提供了丰富的天然材料;②材质糟朽及纤维严重降解是甘肃木器重要的材质特征,表现为纤维(纤维素、半纤维素)含量降低呈现木素含量升高,而木素含量的相对增大,则是导致材质颜色变深的重要原因;③受糟朽器物自身含水率的变化、影响,其材质特征具有脆弱性和不稳定性,而且改变、变化过程通常具有滞后性,导致结果往往是致命的;④纤维素结晶度和纤维降解度是衡量和评估糟朽木器材质健康状况重要的物理参数,二者之间存在关联关系。本研究结果可为糟朽木器形态与结构研究提供科学依据和技术支撑。     

中国北方干燥地区出土糟朽漆器加固材料及修复方法

为探索一种适合于我国北方干燥地区出土糟朽漆器保护的材料和方法,从而解决这类漆器的保护问题。通过试验比较,以水、乙醇和丙三醇作为中国古代北方干燥地区出土漆器漆皮的回软修复材料;选用乳液型粘合剂与纸、绢、古代木材作为回软漆皮的加固材料;选用聚乙二醇乙醇溶液与Paraloid B72丙酮溶液为渗透加固剂,对三件糟朽漆器加固取得很好的效果。实验表明,本方法为中国北方干燥地区出土糟朽漆器的保护修复,提供了一种科学易行的方法和材料。     

一种饱水木质文物含水率无损检测方法的研究

含水率是评估饱水木质文物糟朽程度最常用的物理参数之一。目前含水率检测常用方法有烘干法、电阻法、近红外光谱法等,但这些方法或属于破坏性分析,或检测范围不适用。为寻找一种适用于饱水木质文物含水率的无损检测方法,基于饱水木材组成理论模型,建立了含水率与湿态密度、灰分含量三者之间关系,进而提出一种检测含水率的便捷方法——溶液密度法。采用上述方法对天长、淮北等地出土饱水木质样品含水率进行测试,并与烘干法测得标准值进行验证。结果发现两者数据较为接近,相对误差在10%以内,证明了该方法的可靠性。进一步研究发现,样品越糟朽,使用该方法获取的数据与标准值之间相对误差越小。说明该方法更适用于糟朽饱水木材含水率的检测。     

明清古建筑木结构典型抗震构造问题研究

为保护古建筑,采用分类统计方法,研究了我国明清古建筑木结构的典型抗震构造问题。基于大量工程现场勘查结果,对古建筑木结构的典型抗震构造问题进行了归纳汇总,分析了原因,提出了加固建议;基于典型算例,对古建筑木结构加固方法进行了深入论证。结果表明:我国古建筑木结构的柱子、斗棋、榫卯节点、梁架、屋顶等各部位都容易产生开裂、糟朽、变形、拔榫等抗震构造问题并影响结构的抗震性能,而这些问题的产生原因主要与木结构的构造特征、木材材料性质及施工保养等因素有关;对这些抗震构造问题及时采取合理有效的加固措施,可减轻或避免结构产生的震害。     

故宫太和殿动力特性与常遇地震响应

为更好地保护故宫太和殿,采用有限元分析方法,研究了太和殿的动力特性及常遇地震作用下的响应。采用弹簧单元模拟榫卯节点及斗拱构造,并考虑柱础为铰接,建立了太和殿有限元模型。通过模态分析,获得了太和殿基频及主振型;通过对模型进行时程分析,获得了典型节点的位移、加速度响应曲线,以及典型单元的内力响应曲线,评价了太和殿的抗震性能。结果表明:太和殿基频为0.9Hz,主振型以平动为主;常遇地震作用下,太和殿能保持稳定振动状态,结构的内力和变形均在容许范围内,且斗拱及榫卯节点均能发挥一定的减震作用。     

甘肃出土糟朽木器环境腐蚀作用与机理研究

甘肃独特的地理、气候环境,一般考古出土木器都具有糟朽木器的典型特征,通常器物因木质结构与形态的脆弱性易受外部因素侵蚀而受损,而其腐蚀状况或发生腐变往往与其所处的埋藏环境、发掘现场和博物馆馆藏环境有关。鉴于目前甘肃糟朽木器的保存状况,通过甘肃糟朽木器埋藏环境、馆藏环境及影响因素调查,馆藏环境腐蚀作用与机理的科学剖析,全面、客观和准确地揭示了藏品腐蚀受损根源及原因。环境腐蚀作用的机理如下：1）可见光、紫外线腐蚀机理是,在光辐射的作用下,纤维素发生初始光化学反应造成链断裂,并伴随产生多种化合物。2）纤维素在常温下是很稳定的,但随着温度的升高,其强度相应降低,在高温光照和氧存在的情况下,会发生氧化反应;在水分、可见光、氧气、酶及酸碱等因素同时存在情况下,温度偏高则对糟朽木器材质腐蚀起着加速作用。3）可溶盐对糟朽木器材质的腐蚀作用是通过自身的潮解和结晶过程来完成的。4）害虫及霉菌、微生物对木质文物的腐蚀作用,主要是通过分泌各种生物酶来分解木质成分中有机质实现的。5）当空气中的湿度达到70％时,灰尘及粉尘会发生潮解,当沉降在糟朽木器表面时,会引起木质纤维素腐蚀和降解。     

传统铁箍墩接法加固底部糟朽木柱轴压试验

铁箍墩接是古建木柱柱根糟朽的一种传统加固方法。为探讨该方法的有效性,以故宫内某古建木柱为例,进行了试验研究。制作了1根完好木柱、3根铁箍墩接法加固木柱,开展了轴压试验,获得了木柱加固前后的承载力-变形曲线,以及延性、应变、刚度等参数,讨论了铁箍墩接法的加固机理。结果表明:传统铁箍法加固底部糟朽木柱后,由于铁箍对木柱的侧向约束作用,木柱的极限承载力可恢复约91.8%,延性性能可恢复约95.2%,水平极限应变恢复率约97.2%,竖向极限应变恢复率约84.1%,且加固木柱的刚度要大于完好木柱。由于铁箍材料与木材强度差别较大,使得加固后木柱的整体性能要低于完好木柱,因而加固效果有限。结果可为古建筑木结构的保护与维修提供理论参考。     

糟朽传世木质文物修复研究

木质器具在我国古代社会得到广泛的使用,因此遗存的木质文物数量众多,但它们因自身为有机质地而极易遭受各种环境因素的破坏和损害。大量木质文物因遭受菌、虫的破坏而产生变色、糟朽和坏损,或受温度、湿度变化的影响而发生弯曲、开裂现象。本文针对糟朽这一病害采取相应修复研究,使其恢复原貌,更好更久地展示其文物价值。     

饱水平整漆膜保护方法在风篷岭汉墓出土漆器中的应用

漆器是研究古文化的实物资料,多有精美纹饰和铭文,但考古发掘出土的漆器多有饱水、糟朽和变形等病害,甚至胎体完全腐蚀,仅剩漆膜,且无法复原。在研究前人对漆膜保护的基础上,提出一种平整漆膜的保护方法,整形脱水后以棉纸为背衬、虫胶漆为粘接剂粘接漆膜,再用镶嵌磁铁的有机玻璃板夹住固定。成功保护了长沙风篷岭汉墓出土的60余件漆膜,为今后研究漆膜的保护修复方法提供参考作用。     

陕西白水出土宋代丝绸的揭展保护

为了验证自行研制的JZ 1出土丝织品揭展剂的实用效果 ,对陕西白水县出土的宋代粘连糟朽丝绸进行了实验性揭展。实验结果表明 ,JZ 1揭展剂对出土的糟朽丝织品具有明显的克服粘连丝绸之间的粘结力、软化脆化丝绸和协助剥离的作用 ,说明JZ 1是一种效果较好的丝织品揭展剂。     

故宫古建筑结构可靠性问题研究

为保护故宫古建筑,采用归类汇总与理论分析相结合的方法,研究了故宫古建筑木结构的典型残损问题。基于大量现场勘查及理论分析结果,对故宫古建筑存在的典型可靠性问题进行了分类汇总,分析了产生这些问题的原因,提出了可行性加固建议。通过典型算例,对古建筑木结构加固方法进行了深入论证。结果表明:故宫古建筑木结构的柱子、斗栱、榫卯节点、梁架、屋顶、墙体等各部位都容易产生开裂、糟朽、变形、拔榫等可靠性问题并影响结构整体的稳定性能,而这些问题的产生原因主要与木结构的构造特征、木材材料性质及施工保养等因素有关;针对不同的可靠性问题,采取合理有效的加固方法,可提高古建筑结构整体的稳定性能。     

纺织品文物保护中压裱技术应用初探

针对糟朽脆弱纺织品文物不适用化学、微生物、针线等方法进行加固处理的难题．尝试织物压裱技术进行加固保护,该方法适用干脆弱糟朽织物的保护、保存和展示研究。在评价现存普通夹裱装置的基础上,结合改良压裱制作实例,详述了压裱技术的制作方法和类型,并对其设计方法、选材标准、加工工艺、应用的利与弊、选用评估方法、应用维护规范等方面进行了探讨。     

考古出土饱水竹、木、漆器脱水保护

竹、木都是由纤维素、半纤维素及木质素组成的有机物质。考古出土的竹、木、漆器在地下埋藏了千百年,长期受到地下水和多种盐类及微生物等的侵蚀,糟朽情况严重。特别是在我国南方地下水丰富的地区,如湖南、湖北等地出土的竹、木、漆器都吸饱了水分,有的含水率竟达1900％。这些饱水竹．木、漆器若不进行科学处理,一旦水分挥发干燥后,便会发生收缩变形和开裂,直至毁坏。