浅谈古建筑中木结构的抗震构造原理.doc

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1、浅谈古建筑中木结构的抗震构造原理-结构理论【摘要】本文对我国传统古建筑的木结构特点，并通过对建筑物的体型、选材、结点等构造的分析，探讨并阐述了我国古建筑的抗震原理。【关键词】古建筑；木结构；抗震；构造；原理　　1.前言　　我国的传统古建筑多数以砖瓦和木材作为主要的建筑材料，其中木构架结构基本是主要的结构形式。一般采用众多的木构件进行组合，形成一定的框架体系，柱网平面间采用均衡对称形式，形成格局。结构一般由横梁、立柱、顺檩搭建而成，不同构件间的结点往往通过榫卯来吻合，从而构成弹性框架。结构体系又可以具体分为穿斗、抬

2、梁和干阑式三类。木结构建筑在防震抗震方面有很大优势，这种结构与今天的框架结构相类似，借由木材本身的特点及斗栱与榫卯存在伸缩余地等特点，能够在一定程度上减弱地震造成的危害，“墙倒屋不塌”正是对这种结构特点的形象说明。　　2.浅谈古建筑中木结构的抗震构造原理-结构理论【摘要】本文对我国传统古建筑的木结构特点，并通过对建筑物的体型、选材、结点等构造的分析，探讨并阐述了我国古建筑的抗震原理。【关键词】古建筑；木结构；抗震；构造；原理　　1.前言　　我国的传统古建筑多数以砖瓦和木材作为主要的建筑材料，其中木构架结构基本是主

3、要的结构形式。一般采用众多的木构件进行组合，形成一定的框架体系，柱网平面间采用均衡对称形式，形成格局。结构一般由横梁、立柱、顺檩搭建而成，不同构件间的结点往往通过榫卯来吻合，从而构成弹性框架。结构体系又可以具体分为穿斗、抬梁和干阑式三类。木结构建筑在防震抗震方面有很大优势，这种结构与今天的框架结构相类似，借由木材本身的特点及斗栱与榫卯存在伸缩余地等特点，能够在一定程度上减弱地震造成的危害，“墙倒屋不塌”正是对这种结构特点的形象说明。　　2.古建筑木结构抗震构造与原理　　我国的古建筑以木结构为主，在构造上主要由基础

4、、柱子、斗拱、梁架、屋顶等部分组成，其中，梁与柱采取榫卯节点形式连接，千百年来，它们历经了各种地震灾害而保持完好，体现出良好的抗震性能[1]。著名的义县奉国寺大殿，为我国现存最大的单层佛殿建筑，据寺内元、明、清碑刻记录，曾“经庚寅地震”（1920年武平6.7级地震）“无所坏”。1975年海城地震，义县处于主震断面线上，奉国寺山门、无梁殿等清代小型建筑多受损害，而大殿基本安然无恙[2]。海城地震，关帝庙与三学寺等一些古建筑只是瓦顶和外墙部门出现了轻微的损伤，建筑物整体基本完整。1976年，我国发生了唐山大地之，其中

5、蓟县烈度为八度，独乐寺中矮小的建筑均发生了墙倒屋塌的现象，但辽代公元九八四年修建的高达二十余米的山门与观音阁却完整无损，这两座建筑皆为木结构。这些都充分说明了我国木结构式古建筑在抗震方面的性能是十分优越的。　　2.1古建筑体型上的抗震特点　　建筑物平立面布置需要满足“规则、对称、刚度与质量变化均匀”的特点才能够很好地实现抗震效果。刚度和质量变化均衡有两方面涵义，第一是指在结构平面的方向上，传统建筑的质量中心和结构刚度中心相对一致，扭转效应基本不会使离刚度中心较远的构件产生严重震害，另外，结构立面上，沿结构的高度方

6、向，刚度与结构质量不会发生悬殊变化，不会产生薄弱层，所以就不会造成集中的变形，也就不会加速结构倒塌。我国的古建筑在平面布局上具有相对简明、清晰的组织规律，从整体上看，重要的建筑一般都实施均衡对称式，将庭院作为单元，沿横轴线与纵轴线涉及，借助建筑群体之间的有机组合与烘托，不仅能够使主体建筑看起来更为壮丽宏伟，也能够有效地减轻地震扭转效应。这是因为建筑物形状的规则性使得地震发生时，建筑物各部分震动相对协调一致，不至于出现应力集中的现象，减弱了地震对建筑物造成的影响。　　2.2古建筑在选材和节点构造上的抗震特点　　木结

7、构构架的整体刚性比较好，虽然木材容易在外力作用发生变形，但由于其本身较强的柔性特点，所以仍然具备了一定的恢复变形能力，这个特点对抗震来说十分重要。将木榫作为柔性建筑的结点而成组的斗栱，其横纵构件相连，恰好形成弹性节点，当地震发生时，斗栱恰似大弹簧，剧烈颠簸的过程中可以抵消掉很大部分地震的能量，从而减轻建筑物受损程度。榫卯构造技术是我国传统木建筑普遍采用的技术手段，体现了我国建筑“以柔克刚，顺应自然”的思想哲理。这种方式充分利用了木材本身的柔性与弹性，如同动物骨骼与关节一样可以进行一定的扭转与伸缩，从而增强了建筑物

8、的抗震性能。　　此外，古建筑采用地栿和额枋将柱网连成整体，也能很好地加固建筑物的整体刚度。发生地震时，柱脚下插在柱础内的管脚榫能够有效地固定柱身，防止柱脚滑动，抵制挤压与摩擦带来的冲击，减轻地震能量。很多明清建筑的基础工程往往更出色。一般采用在仿佛基坑下打入木桩，再用碎石进行嵌档，并加以灌浆砸实，最后夯筑一些小夯灰土，并垒砌柱础石，砖砌拦土墙，砖石包砌台帮。次来的地基下部