1木结构古建筑的结构与构造——基础、台基与础石10

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1、文物建筑的结构与构造木结构古建筑的结构与构造——基础、台基与础石报告人：薛建阳二O一三年十月二十八日2台阶与基础地基基础结构及演变过程1)大约在公元前5000年至公元前的仰韶文化时期，木柱埋于土中，以保证房屋稳定。房屋高度与规模增大，埋深也增大。这样柱根能抵抗较大的水平风力和倾覆力矩。2)随着整个建筑结构体系及榫卯连接的改进与完善，基础由深埋转变为浅埋直到明础。原因是木材遇潮之后将会腐朽，大大降低房屋的耐久性。3)汉代以后，木结构建筑逐渐演变为台基上升，主基置于地面以上，成为明础。4)宋《营造法式》把这种台基、明础的做法

2、规范化，给出一定的做法与规范。2台阶与基础宋代以前的基础2台阶与基础由上页图可以看到，唐宋时期台基、磉墩、础石，一套基础体系已基本完整。宋、清将其成文规范下来，沿用至近代，只局部改进，并无根本变化。主要文献有：宋代的《营造法式》和清代的《工程做法则例》。2台阶与基础古建筑地基处理方法1）天然地基---将基础甚至建筑物本身直接构筑于原有土（岩）层之上。2）人工地基---换土加入碎砖、石渣、石灰等掺合料挤密桩、端承桩、摩擦桩2台阶与基础古建筑地基基础种类（5种）1）天然地基。一般适用于山区岩层地质。例如山西五台山佛光寺。2）

3、夯土地基。第一类为土质较好时，可去掉表层土，仍用原土素土分层夯实后砌筑基础。第二类为遇到土层较弱或人为削弱地基时，可挖深，换土，分层夯实至要求的标高。3）灰土地基。在黄土中加白灰，拌合均匀，湿度恰当，分层夯实成灰土地基，其承载力比天然地基土有明显的提高。近代明清建筑中有泼糯米汁的做法。即在两步灰土间泼洒糯米汁，为增加两层的结合力。例如北京故宫基础。2台阶与基础古建筑地基基础种类4）其他掺合料加强的复合地基。第一类做法是在夯土中加入石块、瓦片等以提高地基的抗压强度。早在战国时代就已经使用。第二类做法是碎砖瓦、夯土层分层铺筑

4、。例如河北正定寺转轮藏一层碎砖，一层夯土，隔层筑打而成。北京故宫内也普遍采用这种做法。5）桩基础与筏式基础。1）地下强度较高的砂层，岩层较浅时可用端承桩。2）如果坚实砂、岩层过深，用摩擦桩。依靠桩与土之间的摩擦力传递上部荷载。2台阶与基础台基与柱础台基即相当于现代房屋的基础。它将上部传来的荷载传递至地基的持力层。左图为宋代以后比较规范化的台基2台阶与基础台基的发展和作用汉代以后台基上升，高出地坪。而且台基的高低逐渐成为建筑物主人身份、地位高低的标志。主人地位越高贵，台基越高。作用一：台基高出地坪，可以防止雨水浸入建筑，保

5、持柱根干燥。作用二：台基高出地坪，平面尺寸大于建筑物本身的长和宽，可以保持建筑物的稳固2台阶与基础台基的分类1）独立台基。一般建筑物都有各自的台基，立于庭院的地面上。2）建筑在台上的台基。这种台基是建筑群中非常重要的建在高台上的建筑所特有的。高台之上还建有台基。例如北京故宫的太和殿、中和殿、保和殿。3）台与台基组合成一体成为建筑的台基。特点是一座台和一个很矮的台基组合在一起。2台阶与基础台基的构造台基的高宽比很小。台帮是由石材等高强度材料围砌，四角布置石质角柱。沿台基的四周和表面布置阶条石、角石以及方砖，下部布置土衬石。

6、作用：既保证了台基的整体稳定性和耐久性，又保证了上部结构不至于发生不均匀沉降。2台阶与基础台基的长度和宽度台基的长度和宽度与房屋的长宽与屋檐尺寸有关。首先应防止屋檐的水滴在台基上进而溅到木柱与墙体上。《营造法式》中有明确规定，若房屋纵向（东西）长度较大时应增加台基的高度。同时规定了台基不能过高。作用：可增加台基的刚度，减少地震作用下台基本身的变形，同时防止了上部结构过大的变形。台基如果过高，台基对地震的放大作用明显，对建筑物上部结构不利。2台阶与基础磉墩、拦土与灰土垫层台基的每柱之下均有砖砌磉墩，磉墩之间有砖石砌筑的拦土

7、，磉墩与拦土之下有灰土垫层。作用：”拦土“可以限制磉墩的侧移，和磉墩一起构成十字交叉基础。1）传递与分布上部荷载。2）同时抵抗水平风力，地震作用引起的侧移变形与内力。3）使整个台基成为整体性很好的统一体，具有较大的可靠性。2台阶与基础础石础石为柱下基础，设于台基中磉墩之上。础石一般顶面加工成光滑平面，也称为“古镜”或称“鼓镜”。作用：减小了柱根和基石之间的摩擦系数，使得在遇到较大的地震与大风的情况下，能起隔振作用。2台阶与基础柱础的“海眼”和“诱眼”中式木构中有将柱制成管脚榫或套顶榫，分别插入柱础的“海眼”和“诱眼”套顶

8、榫作用：管脚榫作用：榫插入透眼较深，榫头很小榫截面较大，能承受主要起定位作用。一定的弯矩与水平推力。套顶榫缺点：柱根及柱顶弯矩较大，成为整个构架中的薄弱环节2台阶与基础柱浮搁与础石之上的摩擦隔振作用柱浮搁于础石之上是我们祖先几千年前就发明的最早的隔振装置。原理：支座能承受一定的水平推力，最大水平反力=柱底与础石之间摩