“基地内的建筑都是仿建的，紧张用来进行文物修复与预防性保护的科研课题的数据采集。去年，基地被北京市文物局授牌为北京木构造古建筑保护科研与实验基地。”基地卖力人李福文先容，不少文物修复的新技能目前正在这里开展试验。
为长城拍“CT”
走进院内，最前辈入视线的是一小段“长城”城墙，高约3米，长度约5米，墙面略有些斑驳，一些地方还有浅浅的白色粉笔标记。“这是仿照密云明代长城特制的一小段模型，砌砖的材料以及技艺都只管即便还原。”李福文说，外表虽看着无缺，但却是一段名副实在的“病长城”，每一处标记都代表着不同的病害，相应的内部均有着大小不一、形状互异的空洞。
即便是砖石垒就，长城也会生病。“比如山体的自然沉降、风霜雨水的侵袭、温湿度的变革、植被根系成长、白蚁蛀虫啃噬等，都可能造发展城的损伤，形成空鼓、塌陷等病害。大规模的变形，可以通过遥感技能和无人机来创造，局部的形状变革可以采取三维激光扫描等技能进行剖析判断，但如果是深藏在内部正在成长的病害，是很难从外表看出的。如果能提前定位并识别出来，进行预防性保护，就能避免更大的毁坏和损伤。”来自北京工业大学的钱威说，这就须要给长城做一个“CT”检讨。
给长城做“CT”？听起来难度不小。“其实用的便是当代建筑业中常常会利用到的探地雷达设备。”钱威阐明说，这个技能已经普遍运用于道路、桥梁的病害检测，它能够利用高频电磁波的反射来探测建筑的内部情形。“有了探地雷达的赞助，可以对长城病害的范围、类型进行识别，为后续的保护和修缮事情供应数据参考。目前我们正在对这项技能在长城上的运用进行探索。”
木梁上的“微创”手术
自“长城”处再向内走，还矗立着不少木建筑，这里也正在进行一项颇故意思的试验——利用碳纤维对古建筑进行加固。
提及碳纤维，很多人并不陌生。这是一种力学性能非常精良的新材料，它的比重不到钢的1/4，但抗拉强度却是钢的7至9倍，被广泛运用于航空航天、汽车、建筑等领域。
北京地区古建筑大多是木构造为主，比较于传统铁箍加固的办法，轻便结实价廉的碳纤维布效果更佳。“不过，这一方法弊端也很明显，利用时须要像包扎伤口一样包很多圈，不仅看着丑，还会隐瞒住建筑本身的样子容貌。”钱威说，保留住建筑本身的细节是非常主要的，很多木构件的细微之处蕴含知名贵的信息。
既要担保加固效果，又要兼顾细节与都雅，研究职员们进行了一次大胆考试测验——给木构件做“手术”，以微创的形式向内部植入碳纤维板。“我们在基地内搭建了一处清式硬山建筑足尺模型，在它的大梁上进行实验。”钱威阐明说，先在木梁的底部开一个小小的槽，注入胶，再向内植入碳纤维板，以性状附近的木条嵌入封口。经由这次“微创”手术，大梁内部有了一根非常结实的“筋”，从外不雅观上基本看不出差别，力学性能却有了很大的改变。
植入了碳纤维板的木梁，承重到底如何？“确实提升了不少。我们请来工人帮助科研团队进行了测试，在古建本身的根本重量之上，又将近十吨的沙袋单独摊放到大梁之上，承重没有问题。”李福文先容说。
为“术后”木梁装上心电监护
在木梁的承重实验中，智能监测系统发挥了至关主要的浸染。就在这座清代建筑模型的木梁之上，镶嵌着密密麻麻的传感器和各种颜色的线路，它们共同形成了一个智能监测系统，方便研究职员对建筑的各项数据进行实时不雅观察。“术后”木梁性能如何，从数据上就能一览无余。
“在我们的课题研究中，数字化技能支撑是非常主要的。这些传感器能够直不雅观地见告我们不同位置受力和形变的情形，从而判断古建安全的鉴戒值。”钱威说。
今年，基地的多项研究还将连续开展新的实验。钱威透露，接下来研究团队即将引入一套新的监测设备，并且在阁下的另一根梁上再进行一次“微创”手术植入碳纤维板，两边进行比较。“新的设备紧张是灵敏度会再提升，一方面看看两套监测设备的差别，其余还要再对添补胶的比例和种类进行新的考试测验。”
