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    古代木結構建筑有哪些抗震減震設計

    古代木結構建筑有哪些抗震減震設計

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    中國古代木結構建筑經受了數百年甚至千余年的風雨襲擊和地震劫難后,仍屹立不倒,這是中國乃至世界歷史上的一個地震奇跡。


    它們宏偉壯麗,有其獨特的取材、巧妙的結構和別具風格的造型藝術。那么,中國木結構建筑里有哪些抗震、減震設計呢?


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    首先,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,并具有較強的恢復變形能力,在水平地震下能產生較大的橫向變形而不造成斷裂損傷。


    中國古代建筑一般由臺基、梁架、屋頂構成。臺基能夠有效地避免建筑的基礎被破壞,減少地震波對上部建筑的沖擊。


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    梁架一般采用抬梁式構造,在構架的垂直方向上形成下大上小的結構形狀,實踐證明這種構造方式具有較好的抗震性能。



    木制框架承擔并傳遞屋頂的整個負載,而墻只保持空間隔離。在地震作用下,連接處的摩擦滑動,以及柱底部旋轉滑動減震,形成良好的隔離耗能結構體系。


    當地震力用于建筑物時,柱會在它們之間產生緩沖力,使建筑物不會受到地震突然襲擊的破壞。


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    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,這使得建筑的質量和水平剛度隨著高度的變化更加均勻。


    規則對稱的布局使建筑的質心與建筑物的剛度中心重疊最大,大大避免了建筑物發生地震時剪切效應對墻體的扭轉效應。


    大屋頂是中國古代傳統建筑形象特征之一,對提高建筑的抗震能力有著相當的貢獻。形成大屋頂需要復雜結構和大量構件,大大增加了屋頂乃至整個構架的整體性。


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    其中,斗拱是古建筑抗震的一個重要減震構件。當地震發生時,屋頂與柱之間的若干組內外檐斗拱像彈簧層一樣起著變形消能的作用,從而大大減少了建筑物的破壞程度。



    在木結構建筑中,結構構件采用榫眼和榫頭連接,雖削弱了木構件的承重面積,節點的承載能力下降,但結構中的材料很大,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。


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    榫眼榫和榫眼連接不僅改變了結構的特性,而且由于榫眼接觸面的摩擦而消散了地震能量,相當于在節點上安裝一個阻尼器,從而降低了結構的地震響應。




    隨著城市化推進和科技發展,建筑越來越高層,抗震的要求越來越高,古代木結構建筑對如今的建筑減震防震技術革新,具有一定的借鑒意義。


    (責任編輯:何雯麗)



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    [責任編輯:Susan]

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