木结构古代建筑典型震害调查研究

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1、2013年第6期·121·第39卷总第176期SichuanBuildingMaterials2013年12月DOI:10.3969/j.issn.1672-4011.2013.06.054木结构古代建筑典型震害调查研究王少强,马前子,余璟锋,王欣(河北联合大学,河北唐山　063009)摘要:本文通过对木结构古代建筑的结构特征与震不能满足正常使用要求且无法修复,需要重建。害分析,以木结构古代建筑典型震害发生的统计规律为研2　木结构古建筑的抗震机理究目标,通过文献调查,对其典型震害情况进行震害特征调查与数据

2、的搜集整理。根据调查结果,对各种典型震害木结构古建筑抗震性能良好,主要有以下几个原因:的发生机理和特征等进行分析,为木结构古代建筑抗震的2．1　平面规则加固提供依据。我国古代很少建造平面复杂的建筑,主要采用长宽比关键词:木结构;古代建筑;震害小于2∶1的矩形。规则的平面形态和结构布局有利于抗震。中图分类号:TU366．2文献标志码:B传统建筑往往是中间的一间(当心间)最大,两侧的次间、文章编号:1672-4011(2013)06-0121-03　梢间等依次缩小面宽,这样的设计非常有利于抵抗地震带1　木结构古建筑震害来

3、的扭矩。2．2　竖向多层隔震1．1　木结构古建筑现状中国古代建筑一般由台基、梁架、屋顶构成,高等级我国的古建筑以木结构为主,其他还有砖石及砖木结的建筑在屋顶和梁柱之间还有一个铺作层。中国古代建筑构等结构形式。中国木结构古代建筑具有独特的结构形式,的台基用现代结构语言描述,堪称“整体浮筏式基础”,好比是世界公认的三大建筑体系之一,具有杰出的历史、艺术是一艘大船载着建筑物漂浮在地震形成的“惊涛骇浪”中,和科学价值。然而,我国处于地震灾害多发区,木结构古能够有效地避免建筑的基础被剪切破坏,减少地震波对上代建筑在经历了长期的

4、使用以后,由于其原有结构不合理,部建筑的冲击。中国传统建筑的梁架一般采用抬梁式构造,材质老化,以及各种自然和人为因素的损坏等原因,降低在构架的垂直方向上,形成下大上小的结构形状,实践证了抗震能力,在地震作用下,损失惨重。如2008年汶川明这种构造方式具有较好的抗震性能。优雅的大屋顶是中8．0级地震造成四川省83处全国重点文物保护单位和174国古代传统建筑最突出的形象特征之一,而且对提高建筑处省级文物保护单位遭受不同程度的破坏。因此,开展木的抗震能力也做出过相当的贡献。形成大屋顶(尤其是庑殿结构古代建筑的抗震防灾研究工

5、作十分迫切。顶、歇山顶等)需要复杂结构和大量构件,大大增加了屋顶1．2　木结构古建筑震害程度分类乃至整个构架的整体性。古建筑根据破坏的程度,可分为如下四种震害:2．3　斗拱减震1)扰动。受震时,古建筑柱脚侧移小,墙壁出现细小斗拱是中国古代建筑抗震的又一个重要减震构件,它裂缝或小块剥落,梁柱节点仅个别松动或拔棒,梁架完好,像汽车的减震器一样起着变形消能的作用。当地震发生时,瓦面基本没有掉落现象,结构不需修复或仅需稍作修复即屋顶与柱之间的若干组内外檐斗拱像弹簧层一样起着变形可正常使用。消能的作用,从而大大减少了建筑物的破

6、坏程度。历史上,2)损坏。在地震作用下,古建筑的薄弱部分有损坏,很多带斗拱的建筑都能抵御强烈地震,比如山西大同的华柱脚产生侧移,墙体出现明显裂缝,个别砌体局部崩塌,严寺,没有斗拱的低等级附属建筑被破坏殆尽,带斗拱的部分梁柱节点产生拔棒、断棒,梁架出现轻微歪闪,屋面主要殿堂仍能幸存,充分说明了斗拱对抗震的贡献。斗拱瓦面、脊件有明显掉落现象,如逍遥楼(广元市,木结构)、能起到“减震器”的作用,而且被各种水平构件连接起来的秦幢楼(都江堰市,木结构),需要进行局部修复,但主体结斗拱群能够形成一个整体性很强的“刚盘”,按照“能

7、者多构的性能仍能满足正常使用要求。劳”的原则把地震力传递给有抗震能力的柱子,大大提高了3)破坏。在地震作用下,古建筑柱脚移动,墙体有明整个结构的安全性。显开裂或倒塌现象,梁柱节点拔棒、断棒现象严重,部分2．4　榫卯连接耗能梁架产生歪闪,瓦面大部分掉落,主体结构力学性能受到榫卯是极为精巧的发明,祖先早在几千年前就开始使严重影响,需要进行梁架大修。用,这种不用钉子的构件连接方式,使得中国传统的木结4)倒塌。在地震作用下,古建筑出现墙体大部分倒构成为超越了当代建筑排架、框架或者刚架的特殊柔性结塌,梁架显著倾斜或倒塌,瓦面基

8、本掉落,主体结构完全构体,不但可以承受较大的荷载,而且允许产生一定的变形,在地震荷载下通过变形吸收一定的地震能量,减小结作者简介:王少强(1992-),男,河北邢台人,在读本科生,研究方向:构的地震效应。还有如柱子的生起、侧脚等技法降低了建建筑结构。筑的重心,并使整体结构重心向内倾斜,增强了结构的稳·122·2013年第6期2013