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淺談中國古建筑的抗震原理

點擊量：587時間：2022/6/21 8:35:05

? ? ? 在中國古代建筑中，許多建筑經(jīng)歷過多次強地震，這是中國乃至世界歷史上的一個地震奇跡。柔性框架、臺式隔震、斗拱支撐、榫榫連接，是古木結(jié)構(gòu)的抗震機制。

　　住宅木結(jié)構(gòu)古建筑從下到上分為基礎(chǔ)、柱框架層、鋪裝層和屋頂，其中木框架承擔(dān)了大部分結(jié)構(gòu)的載荷作用，而墻體只起分割和封閉的作用。


1、古建筑材料的地震效應(yīng)

　　木材屬于柔性材料，材料抗拉、抗彎、抗彈性，木材在地震過程中能很好地吸收和消耗地震能量，并具有較強的恢復(fù)變形能力，在水平地震下能產(chǎn)生較大的橫向變形而不造成斷裂損傷?！?/span>

2、古建筑結(jié)構(gòu)的抗震防治效果

　?。?）木制建筑的外觀通常采用小于2：1的長寬比或近似正方形，這使得建筑的質(zhì)量和水平剛度隨著高度的變化更加均勻。規(guī)則對稱的布局使建筑的質(zhì)心與建筑物的剛度中心重疊最大，大大避免了建筑物發(fā)生地震時剪切效應(yīng)對墻體的扭轉(zhuǎn)效應(yīng)。

木制框架承擔(dān)并傳遞屋頂?shù)恼麄€負載，而墻只保持空間隔離。在地震作用下，連接處的摩擦滑動，以及柱底部旋轉(zhuǎn)滑動減震，形成良好的隔離耗能結(jié)構(gòu)體系。

　?。?）在木結(jié)構(gòu)建筑中，結(jié)構(gòu)構(gòu)件采用榫眼和榫頭連接，雖然削弱了木構(gòu)件的承重面積，節(jié)點的承載能力下降，但古結(jié)構(gòu)中的材料很大，削弱了木斷面面積仍足以承受更大的載荷，從而充分利用半剛性接頭的靈活性。榫眼榫和榫眼連接不僅改變了結(jié)構(gòu)的特性，而且由于榫眼接觸面的摩擦而消散了地震能量，相當(dāng)于在節(jié)點上安裝一個阻尼器，從而降低了結(jié)構(gòu)的地震響應(yīng)。

3、古建筑在整體上的地震效應(yīng)

　　在建筑物上，有些有多柱，當(dāng)?shù)卣鹆τ糜诮ㄖ飼r，柱會在它們之間產(chǎn)生緩沖力，使建筑物不會受到地震突然襲擊的破壞。

　　有些建筑采用多層框架，類似于現(xiàn)代建筑的環(huán)梁，是一種非常有效的防震t截面加固方法。當(dāng)?shù)卣鹆τ糜诮ㄖ飼r，對于多組三角形，支架和梁之間的一些地震力會分散到若干個小三角形上，使地震力不集中在某一點。

　　中國古建筑是中華民族的珍貴遺產(chǎn)，也是世界建筑史上不可或缺的一部分。中國現(xiàn)存最早的古代木結(jié)構(gòu)建筑已經(jīng)存在了一千多年，許多建筑在經(jīng)歷了多次自然災(zāi)害后仍屹立不倒。從結(jié)構(gòu)性能的角度來看，古木結(jié)構(gòu)具有重要的研究價值。一方面可以提高古建筑的維護和加固水平，另一方面也可以為現(xiàn)代建筑的設(shè)計提供一些有益的參考。