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古代木结构建筑有哪些抗震减震设计

古代木结构建筑有哪些抗震减震设计

打印 0条评论来源:古建家园

中国古代木结构建筑经受了数百年甚至千余年的风雨袭击和地震劫难后,仍屹立不倒,这是中国乃至世界历史上的一个地震奇迹。


它们宏伟壮丽,有其独特的取材、巧妙的结构和别具风格的造型艺术。那么,中国木结构建筑里有哪些抗震、减震设计呢?


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首先,木材属于柔性材料,材料抗拉、抗弯、抗弹性,木材在地震过程中能很好地吸收和消耗地震能量,并具有较强的恢复变形能力,在水平地震下能产生较大的横向变形而不造成断裂损伤。


中国古代建筑一般由台基、梁架、屋顶构成。台基能够有效地避免建筑的基础被破坏,减少地震波对上部建筑的冲击。


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梁架一般采用抬梁式构造,在构架的垂直方向上形成下大上小的结构形状,实践证明这种构造方式具有较好的抗震性能。



木制框架承担并传递屋顶的整个负载,而墙只保持空间隔离。在地震作用下,连接处的摩擦滑动,以及柱底部旋转滑动减震,形成良好的隔离耗能结构体系。


当地震力用于建筑物时,柱会在它们之间产生缓冲力,使建筑物不会受到地震突然袭击的破坏。


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木制建筑的外观通常采用小于2:1的长宽比或近似正方形,这使得建筑的质量和水平刚度随着高度的变化更加均匀。


规则对称的布局使建筑的质心与建筑物的刚度中心重叠最大,大大避免了建筑物发生地震时剪切效应对墙体的扭转效应。


大屋顶是中国古代传统建筑形象特征之一,对提高建筑的抗震能力有着相当的贡献。形成大屋顶需要复杂结构和大量构件,大大增加了屋顶乃至整个构架的整体性。


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其中,斗拱是古建筑抗震的一个重要减震构件。当地震发生时,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消能的作用,从而大大减少了建筑物的破坏程度。



在木结构建筑中,结构构件采用榫眼和榫头连接,虽削弱了木构件的承重面积,节点的承载能力下降,但结构中的材料很大,削弱了木断面面积仍足以承受更大的载荷,从而充分利用半刚性接头的灵活性。


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榫眼榫和榫眼连接不仅改变了结构的特性,而且由于榫眼接触面的摩擦而消散了地震能量,相当于在节点上安装一个阻尼器,从而降低了结构的地震响应。




随着城市化推进和科技发展,建筑越来越高层,抗震的要求越来越高,古代木结构建筑对如今的建筑减震防震技术革新,具有一定的借鉴意义。


(责任编辑:何雯丽)



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[责任编辑:Susan]

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