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浅谈中国古建筑的抗震原理

来源:s  发表时间:2022/6/21 8:35:05  点击次数:【44】

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      在中国古代建筑中,许多建筑经历过多次强地震,这是中国乃至世界历史上的一个地震奇迹。柔性框架、台式隔震、斗拱支撑、榫榫连接,是古木结构的抗震机制。

  住宅木结构古建筑从下到上分为基础、柱框架层、铺装层和屋顶,其中木框架承担了大部分结构的载荷作用,而墙体只起分割和封闭的作用。


1、古建筑材料的地震效应

  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。 

2、古建筑结构的抗震防治效果

  (1)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。

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。

  (3)在木结构建筑中,结构构件采用榫眼和榫头连接,虽然削弱了木构件的承重面积,节点的承载能力下降,但古结构中的材料很大,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。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。

3、古建筑在整体上的地震效应

  在建筑物上,有些有多柱,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。

  有些建筑采用多层框架,类似于现代建筑的环梁,是一种非常有效的防震t截面加固方法。当地震力用于建筑物时,对于多组三角形,支架和梁之间的一些地震力会分散到若干个小三角形上,使地震力不集中在某一点。

  中国古建筑是中华民族的珍贵遗产,也是世界建筑史上不可或缺的一部分。中国现存最早的古代木结构建筑已经存在了一千多年,许多建筑在经历了多次自然灾害后仍屹立不倒。从结构性能的角度来看,古木结构具有重要的研究价值。一方面可以提高古建筑的维护和加固水平,另一方面也可以为现代建筑的设计提供一些有益的参考。

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