我国古建筑抗震篇

1、我国古建筑抗震篇中国古建筑从总体上说是以木结构为主，以砖，瓦，石为辅发展起来的，从建筑外观上看，每个建筑都有上，中，下三部分组成，上为屋顶，下为基座，中间为柱子，门窗和墙面。古建筑的结构中国古代木结构，主要有三种形式。1、井干式即是以圆木或方木四边重叠结构如井字形，这是一种最原始而简单的结构，现在除ft区林地之外，已很少见到了。井干式结构房子2、“穿斗式”是用穿枋、柱子相穿通接斗而成，便于施工，最能抗震，但较难建成大形殿阁楼台，所以我国南方民居和较小的殿堂楼阁多采用这种形式。穿斗式结构房子3、“抬梁式”（也称为叠梁式）即在柱上抬梁，梁上安柱（短柱），大型宫殿、坛庙、寺观、王府、宅第等豪华壮丽建

2、筑物所采取的主要结构形式。有些建筑物还采用了抬梁与穿斗相结合的形式，更为灵活多样。抬梁式结构房子我国古建筑的抗震性能在我国古代建筑中，有不少经历多次强烈地震仍然完好无损的，这是中国乃至世界建筑史上抗震的奇迹。柔性框架、台基隔震、 斗拱承托、榫卯连接，这是木结构古建筑的抗震机理。房屋类木结构古建筑从下到上分为台基层、柱框层、铺作层及屋盖，其中木框架承受结构绝大部分荷载作用，而墙体只起分割和围护作用。木框架分层示意图1、古建筑所用的建筑材料的抗震作用作用下可以产生较大的侧向变形而不致断裂破坏。2、古建筑结构的抗震防震作用2:1的矩形或近似正方形，这就使建筑物的质量和水平刚度式使建筑物的质心与建筑物

3、的刚度中心最大程度地重合，极大地避免了建筑物在遭受地震作用时，由于建筑物的质心与刚心不重合而造成的扭转效应对墙体 的剪切作用。框架结构入基础的凹槽，或将木柱做成浅榫与基础连接。木框架起承担和传递屋顶全部荷载的作用，而墙体仅起维护空间的作用。在地震作用下，梁柱榫卯连接处摩擦滑移耗能，而柱底转动滑移减震，形成良好 的隔震消能结构体系。 3）后的木截面面积仍足以承受较大荷载，从而充分利用了半刚性接头的柔性。榫卯联结不仅改变了结构的特性，而且在地震中由于榫卯接触面的摩擦，耗散了 地震能量，相当于在节点处安装了阻尼器，从而减小了结构的地震响应。榫卯构件3、古建筑整体上的抗震作用建筑上，有的是以多根圆柱承

4、重，当地震力作用于建筑时，圆柱之间会产生缓冲力，从而使建筑不致因地震突然袭击而遭到破坏。有的是采用多层框架， 它近似于现代建筑的圈梁，是一种很有效的加固防震 T-段。有些在斗拱和梁柱之间，为多组三角形，当地震力用于建筑物时，便会分散到若干小三角形体上， 使地震力不集中在某一点上。斗拱芦ft震中的百年老屋，天津蓟县独乐寺，ft筑为何能抗震它们又是怎么抗震的绝招一：古建筑的台基堪称整体浮筏式基础21 的矩形。规则的平面形态和结构布局有利于抗震。传统建筑往往是中间的一间（当心间最大，两侧的次间、梢间等依次缩小面宽，这样的设计非常有利于抵抗地震的扭矩。中国古代建筑一般由台基、梁架、屋顶构成，高等级的建

5、筑在屋顶和梁柱之间还有一个斗栱层。中国古代建筑的台基用现代结构语言描述，堪称 “整体浮筏式基础”，好比是一艘大船载着建筑漂浮在地震形成的“惊涛骇浪”筑的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。优雅的大屋顶是中国古代传 统建筑最突出的形象特征之一，而且对提高建筑的抗震能力也做出过相当的贡献。形成大屋顶（尤其是庑殿顶、歇ft顶等）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；庞大的屋顶以其自重压在柱网上，也提高了构架的稳定性。绝招二：斗拱斗拱是中国古代建筑抗震的又一位重要“战士斗拱作用，从而大大减少了建筑物的破坏程

6、度。历史上，很多带斗拱的建筑都能抵御强烈地震，比如ft西大同的华严寺，在没有斗拱尽的情况下，带斗拱的主要殿堂仍能幸存，充分说明了斗拱对抗震的贡献。斗拱但能起到“减震器”的作用，而且被各种水平构件连接起来的斗拱群能够形成 一个整体性很强的“刚盘”，按照“能者多劳”的原则把地震力传递给有抗震能力的柱子，大大提高了整个结构的安全性。绝招三：榫卯是抗击地震的关键7000 年前就开始使用，这种不用钉子的构件连接方式，使得中国传统的木结构成为超越了当代建筑排架、框架或者刚架的特殊柔性结构体， 不但可以承受较大的荷载，而且允许产生一定的变形，在地震荷载下通过变形吸收一定的地震能量，减小结构的地震响应。还有如

7、柱子的生起、侧脚等技法降低了建筑的重心，并使整体结构重心向内倾斜，增强了结构的稳定性；柱顶、柱脚分别与阑额、地袱以及其他的结构 构件连接，使柱架层形成一个闭合的构架系统，用现代术语来说，就是形成上、下圈梁，有效地制止了柱头、柱脚的移动，增强了建筑构架的整体性。梁架 系统通过阑额、由额、柱头枋、蜀柱、攀间、搭牵、梁、檩、椽等诸多构件强化了联系，显著增强了结构的整体性；柱子与柱础的结合方式能显著地减少柱 底与柱础顶面之间的摩擦，进而有效地产生隔震作用；在高大的楼阁中，如独乐寺观音阁、应县木塔等，都在暗层中设有斜撑，大大强化了构架对水平冲击 波反复作用的抵抗能力；在外檐柱间设置较厚的墙体，起到现代建

8、筑中“剪力墙”寸设计，处处都展示出古代工匠们在抗震设计方面的知识和匠心。墙倒屋不塌的穿斗木构架民居 (曲哲)【按】前两天（【按】前两天（2014、10、7）发生在云南普洱的级景谷地震以其相对较小的伤亡很快淡出公众的视野。不论从所公布的震级还是震源深度的角度来看，景谷地震都应该比鲁甸地震具有更大的破坏性，但为何前者造成的伤亡远远小于后者云南省地震局 （8 日晚发生的景谷级地震人员伤亡较小的主要原因是当地房屋结构好、植7 21 49 5 1 人遇难、324 人受伤。此次地震70%，致使地灾较弱 11 6 2014 8 3 日昭通鲁甸级地震相同。）。其中与结构工程有关的，是两地民居形式的不同前者多为

9、穿斗式木构架，后者则多为砌体或土坯房。因此翻出去 年芦ft地震后写的一些关于穿斗式木构架的震害调查的文章与资料，简单汇总如下，希望有助于大家对穿斗式木构架有更深入的 认识。我国传统木结构房屋可基本分为“抬梁式”和“穿斗式”两种。抬梁式木构架多用于宫殿庙宇和北方民居，是我国传统木结构的主流，但实际上已经成为一种“死亡了的形式”形式，并且仍然在被大量应用于我国西南ft区，如川西、川南、云南西南ft区等地。“”，即以贯穿柱截面的穿枋将横向柱（包括内柱、檐柱和瓜柱 ）连接成一排“三 柱两墩”或五柱三墩房时先立木构架，再建填充墙。120mm 60 mm 厚的砖墙作为填充墙，其变形能力小，侧向易失稳，很容

10、易倒塌。砖墙与木构架之间连接锚固困难也是砖墙易倒的原因之一。当地常见的连接方法如图所示，即将钉在木柱中的钉子埋置于砖墙的砂浆层中，为砖墙提供拉结。在很多情况下连如此简易的拉结措施都没有。结构有本质的区别。后者本身不但承担全部竖向荷载，而且是主要的抗侧力体系，可有效地抵抗从多遇地震、强风至罕遇地震等 不同等级的侧向作用。以满足多遇地震等侧向作用下的侧向位移要求；钢支撑则不承担任何竖向荷载，仅为结构提供抗侧刚度和承载力，是必不可少的 结构构件。带砖墙的穿斗式木构架也是这样的双重结构体系。它由承重的木构架和抗侧的砖墙两部分并联而成，如下图所示。由 “”。 “”。2013 年芦ft地震中，穿斗式木构架

11、民居的震害可分为木构架本身的震害和填充墙的震害两部分。木构架本身的震害以柱脚滑位、榫头脱出和木构架纵向整体倾斜等为主，在芦ft地震的木构架震害中仍属少数（如下图）墙的开裂与倒塌。对芦ft地震灾区的三栋具有不同类型填充墙的典型穿斗式木构架民居进行现场脉动测试，以把握其动力特性。所选取的三 栋典型民居位于四川省芦ft县双石镇双河村茨竹坡组，位于芦ftVIII 100 米且地形相似， 房屋规模也比较相近，在当地具有很强的代表性。三者的结构布置下图所示。三者最主要的区别在于填充墙的形式。其中，结构 A 的砌体填充墙在芦ft地震中受损严重，已完全拆除，木构架在四角用四根斜放的圆木作临时支撑。据当地人介绍

12、，即使是新建的穿斗式木构架，其本身抗侧刚度极小，在砌筑填充墙之前若不作临时支撑将发生过大的歪斜，影响使用甚至可能危及安全。结 构 B 的年代相对较久，在房屋首层采用木板墙作为填充墙，二层为半开敞空间，用于储物与晾晒。在结构B 正立面局部有少量砖墙。结构 C 中的填充墙均采用实心砖砌筑。但这些砖墙在芦ft估。以结构纵向的基本周期为例，不含填充墙而仅有木构架的结构A 的基本周期平均值为秒，平均阻尼比分别约为%和%。与之相比，带有填充墙的结构B 和结构C 的基本周期远小于结构A。在结构纵向，二者的平均自振周期均为秒。可见，不论是木板墙还是砖墙，对穿斗式木构架房屋的自振周期均有非常显著的影响。填充墙是穿斗式木构架民居抗侧刚度的主要源，是其结构体系中 不可缺少的部分。对芦ft县双石镇的民居建筑的破坏情况进行抽样调查。所调查区域如下图所示，为随机选取。并没有刻意选 择震害较重或较轻的区域。对所选区域内的房屋逐一调查，以确实其破坏等级。砌体结构（根据是否设置构造柱，分为约束和非约束两类）和穿 斗木构架的调查结果如下下图所示。统计调查区域内三种结构的破坏等级（穿斗木构架，非约束砌体结构和约束砌体结构