木结构建筑的构造形式与抗震优势及防护

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1、木结构建筑的构造形式与抗震优势及防护-结构理论【摘要】首先介绍了传统木结构榫卯连接以及斗拱抗震的优势，列举了木建筑常采用的结构形式，然后说明了木结构建筑的弊端以及防护措施，最后基于木结构自身优势展介绍了目前以及未来的发展情况。【关键词】木结构抗震榫卯斗拱木结构建筑的构造形式与抗震优势及防护-结构理论【摘要】首先介绍了传统木结构榫卯连接以及斗拱抗震的优势，列举了木建筑常采用的结构形式，然后说明了木结构建筑的弊端以及防护措施，最后基于木结构自身优势展介绍了目前以及未来的发展情况。【关键词】木结构抗震榫卯斗拱防护　　木结构建筑是中国传统建筑形式，目前世界上现存的最大木结构建筑群是我国的故宫，

2、中国是最早应用木结构的国家之一。根据实践经验采用梁、柱式的木构架，扬木材受压和受弯之长，避受拉和受剪之短，并具有良好的抗震性能。　　一、榫卯和斗拱的抗震优势　　连接时木结构的关键部位，设计与施工的要求应严格，传力也应该明确，韧性和紧密性能良好，构造简单，检查和制作方便，我们最熟知的连接之一即为卯榫连接。榫卯是极其精巧的发明，我们的祖先早在7000年前就开始使用榫卯技术，不费一钉一卯便将几根构件连接起来，这种连接方式使得中国传统的木结构成为超越了当代建筑排架，框架或者钢架的特殊柔性结构体，不但可以承受较大的荷载，而且允许产生一定的变形来吸收一定的地震能量，减小结构的地震响应。　　此外提到

3、中国古代木建筑一定不能忽视的是斗拱。在立柱和横梁交接处，从柱顶上加的一层层探出成弓形的承重结构叫拱，拱与拱之间垫的方形木块叫斗，合称斗拱。这种“斗上有拱，拱上有斗”的构件即使是在现在看来也是一项伟大的艺术品，斗拱外形美观灵巧，不仅仅是封建社会区分建筑等级的标志，中国古建筑屋顶挑檐采用斗拱形式的较之没有斗拱的，在同样的地震烈度下抗震能力要强得多。斗拱是榫卯结合的一种标准构件，是力传递的中介。过去人们一直认为斗拱是建筑装饰物，而研究证明，斗拱把屋檐重量均匀地托住，起到了平衡稳定作用。　　二、木结构的形式　　木结构因其构成的不同可以有不同类型，同一类型又可以有多种不同的形式。每一种形式的木结

4、构都有它自身的强度刚度特征和一定的结构形态。　　（1）梁结构。所有木建筑都存在众多水平放置的木梁来承载，梁结构也具有多种形式，如单向受力梁和多向受力梁等。　　（2）桁架结构。桁架式“格构化”的梁，它由尺寸不大的木材料通过节点连接，造成结构高度大于梁结构高度的格构化构件，其强度与刚度比单根木料的梁大很多，因此可以承受较大荷载和跨越较大跨度。　　（3）拱结构。木拱结构与其它材料的拱结构工作原理是相同的，但木拱结构有时需要考虑材料整体性要求，实体木拱拱身由单根材料制成，可以是圆木，方木，但由于材料截面受到供应的限制往往导致拱截面大小有限，故以矩形胶合木为多。　　（4）木网架结构。在结构学界常

5、常把它定义为“双向桁架式网架”，可用作大跨度的体育场汇演中心等，日本有体育场采用这种结构形式。　　三、木结构的防护　　木结构是一种“耐热”构造，它不会因温度的变化而导致损坏，但木结构建筑较之常见的钢筋混凝土或砖结构等建筑相比其不足之处在于木结构抗腐蚀，耐火等性能很差。古代建筑虽是以木结构为主，但在木柱与地面之间还是砌有石墙以防止木柱直接受潮或被虫蛀。只要按照木结构规范要求进行处理，一般都能达到防火抗腐要求。　　为了防止木结构遭受火灾的危害，在设计上除应遵守国家现行建筑设计防火规范的规定外应采取下列措施：　　（1）在有火源的房屋内需设置放火隔墙，防火幕，石棉隔板等，不得将木结构包裹在防火

6、墙内。　　（2）当房屋有采暖通道通过木构件时，其管壁表面应与木构件保持不小于50mm的净距离或用非燃烧材料隔热。　　（3）有可能遭受火灾危害的木结构宜采用刨光的方木或原木制作，木屋盖的吊顶及木隔墙等应采用抹灰或设置水泥石棉板，石膏板等防火措施，保温和隔音材料宜采用非燃烧材料等制作。　　木材防腐防虫也是不可忽视的一项重要问题，木结构的腐蚀与虫蛀与木材的湿度有关，含水率超过25%，腐蚀才会发生，白蚁等蛀虫才会在潮湿环境中生长。　　在构造上防止湿度大及湿度反复变化的方法一般是把屋面墙壁等结构做好防潮，住脚做好防潮，木构节点保持良好通风，此外，再进一步采取化学药剂处理，此过程中应注意化学药品的

7、选用与人使用的安全问题。　　四、木结构建筑的优点及未来发展　　中国古代木结构建筑的最大优点在于将美观与实用结合的淋漓尽致，像山西应县的木塔，距今已有900多年的历史，遭遇地震依然屹立不倒，且外形美观。因此这是现代建筑应习得的优点。　　此外，木料本身是一种环保材料，它自重轻，成本低，容易维护，可以改善环境质量，加之容易表达出丰富的艺术人文效果，备受设计师们喜爱。　　目前，木结构建筑已被我国许多休闲地产、园林建筑青睐。许多建筑、园林设计公司，为了体