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木結構抗震技術選材與節點構造分析木結構抗震技術選材與節點構造分析

發布時間:2018-04-12 點擊量:2425

木結構構架整體剛性很好,同時雖然木材在外力作用下容易產生變形,但是由于具備較好的柔性,所以本身在一定程度上還有恢復變形的能力,這一點在抗震中尤為重要。以木榫為柔性建筑節點,這樣成組的斗拱,縱橫構件相連,形成了一個彈性節點,在地震到來時,每一組斗木共都象是一個大彈簧,在劇烈顛簸當中能抵消掉相當大的一部分地震能量,減輕建筑物的受破壞程度。

榫卯構造技術是我國傳統木構建筑仿生柔性結構的一個組成部分,它是中國建筑哲理中“順應自然,以柔克剛”思想的體現。由于木材具有柔性和彈性,木構架中的節點普遍使用了榫卯構造連接,如動物的骨骼關節能在一定程度中伸縮和扭轉,地震時能通過自身的變形吸收和消耗地震中的能量,有較強的抗震性能。

此外,在房屋四角的結構剛度方面,古代勞動人民想出了很多的辦法來加強,比如說:為了加強正面和側面的檐柱與額枋的聯系,房屋內轉角使用了抹角梁;轉角斗木共采用連木共交隱做法;房屋轉角部位采用雙層額枋,縮小梢盡間的面寬等各種加固措施。

現代建筑在抗震方面有加圈梁的方式來提高整體剛度,傳統建筑也有相類似的手法,即使用額枋與地木伏,將柱網連接成一個整體,同樣也是一種很有效的加固手段。當地震來臨時,為了防止柱腳的滑動,抵制摩擦與擠壓造成的沖擊力,減輕地震能量,柱腳下還使用管角榫插入柱礎內,以利固定柱身。一些明清時候的傳統建筑,基礎工程做得很好,其傳統做法是:房屋基坑以下先打入木樁,用碎石嵌檔,灌漿砸實,然后夯筑若干小夯灰土,磚砌攔土墻,壘砌柱礎石,用磚石包砌臺幫。這種地基下部是柔性結構,上部是剛性結構,好比彈簧支座上面放置了一個剛性物體,可以極大的緩沖地震能量,對于抗震是十分有利的。還有部分做法,如為了使水平與垂直構件結合的更加牢固,檐柱多有側腳和生起,還可以使建筑物的整體性與重心更加穩定。

以上的做法在五百年來多數高大的傳統建筑經受了多次地震沖擊的考驗中得以通過,這些建筑整體依然良好,從而展現出我國古代勞動人民在抗震方面的聰明才智。

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