本文摘要：摘要：地震是一種突發(fā)式的自然現(xiàn)象，是地球上板塊與板塊之間相互擠壓碰撞，板塊邊沿及板塊內(nèi)部產(chǎn)生錯(cuò)動(dòng)和割裂，與洪水、颶風(fēng)、瘟疫并稱為影響人類的四大災(zāi)害。由于我國地處亞歐板塊，位于世界兩大地震帶環(huán)太平洋地震帶和歐亞地震帶之間，從古至今發(fā)生各種大
摘要：地震是一種突發(fā)式的自然現(xiàn)象，是地球上板塊與板塊之間相互擠壓碰撞，板塊邊沿及板塊內(nèi)部產(chǎn)生錯(cuò)動(dòng)和割裂，與洪水、颶風(fēng)、瘟疫并稱為影響人類的四大災(zāi)害。由于我國地處亞歐板塊，位于世界兩大地震帶——環(huán)太平洋地震帶和歐亞地震帶之間，從古至今發(fā)生各種大大小小的地震，造成了大量的損失，所以抗震是從古至今永恒不變的話題。在科技不發(fā)達(dá)古代，古人靠經(jīng)驗(yàn)和智慧創(chuàng)造出的木構(gòu)建筑物也能在一定程度上抵抗地震的破壞。本文簡析古建筑結(jié)構(gòu)的發(fā)展及其抗震設(shè)計(jì)原理效果。
關(guān)鍵詞：木構(gòu)建筑;木構(gòu)發(fā)展史;抗震設(shè)計(jì)
引言：世界上每年都發(fā)生上百萬次地震，但是大部分地震我們是感受不到的，只有通過十分靈敏的儀器才能檢測到，而部分地震發(fā)出的能量及傷害是巨大的，如何在地震來臨時(shí)免受生命危險(xiǎn)是亙古不變的研究課題�，F(xiàn)代建筑的“小震不壞，中震可修，大震不倒”是一直追求的一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)，此標(biāo)準(zhǔn)放在古代也同樣適用。木構(gòu)建筑作為我國古代建筑的主流，發(fā)展源頭可以追溯到六千多年前的河姆渡干闌式木構(gòu)建筑。干闌式木構(gòu)已初具建筑雛形，遺址中發(fā)現(xiàn)帶有榫卯結(jié)構(gòu)的梁、柱、板、枋等，采用的榫卯結(jié)構(gòu)為以后的木構(gòu)發(fā)展提供了基礎(chǔ)。許多木構(gòu)建筑能在歷史長河中保存下來，與其抗震能力有著密不可分的關(guān)系，本文對木構(gòu)建筑的歷史及抗震性能進(jìn)行簡析討論。
木構(gòu)建筑的發(fā)展歷程
中國文化起源于黃河流域及長江流域，兩河流域有著豐富的木材資源，為木構(gòu)建筑的發(fā)展提供了天然優(yōu)勢。同時(shí)，我國是幅員遼闊的多民族國家，各方面差異較大，從而形成各具特色的建筑風(fēng)格，加上古代的信息交流不發(fā)達(dá)，使得各個(gè)地方的建筑特色得以保留。例如適合南方炎熱潮濕的架空干闌式建筑，北方游牧便于遷徙的輕木骨架覆以毛氈的氈包式居室，清真寺的晚頂，新疆的土墻平頂或拱頂。每個(gè)每個(gè)地方都有適合自己的獨(dú)特特點(diǎn)，不具備普遍性，沒有代表中國古代建筑的主流建筑風(fēng)格。在距今約六、七千年前，出現(xiàn)了河姆渡的干闌式木構(gòu)建筑，是我國目前已知最早采用榫卯技術(shù)的木構(gòu)建筑實(shí)例，其構(gòu)造已初具木構(gòu)造建筑的雛形，也是中國木結(jié)構(gòu)建筑的一個(gè)里程碑。隨著青銅器鐵質(zhì)工具的出現(xiàn)，為木構(gòu)的發(fā)展提供了有力的幫助，使木構(gòu)建筑的技術(shù)和質(zhì)量得到了質(zhì)的飛躍。到南北朝末期，木構(gòu)建筑的五種形式——廡殿、懸山、折線式歇山、攢尖、囤頂已初具雛形，隨后秦漢的統(tǒng)一及魏晉南北朝與外域的文化交流，對木構(gòu)建筑產(chǎn)生重大影響。
在之后幾百年間，建筑的構(gòu)造更趨成熟，施工工藝及管理也日益完善。到了唐朝，國家的繁榮鼎盛使得各個(gè)地區(qū)民族的文化得到融合統(tǒng)一，居住制度也更為完善。在木構(gòu)建筑史上有幾本廣為人知的木構(gòu)專著：《木經(jīng)》、《營造法式》、《魯班經(jīng)》、《工程做法則例》，其中《木經(jīng)》是我國第一部木結(jié)構(gòu)建筑手冊，《營造法式》則是中國古代最完整的建筑技術(shù)書籍，標(biāo)志著中國古代建筑已經(jīng)發(fā)展到了較高階段。
木構(gòu)建筑的抗震性能
中國木構(gòu)建筑在經(jīng)歷幾千年的歷史變化及各種地質(zhì)災(zāi)害中仍能屹立不倒，與其結(jié)構(gòu)材料特性有著密不可分的關(guān)系。在自然災(zāi)害中，地震對建筑的破壞是影響最大的，地震時(shí)板塊產(chǎn)生巨大的能量，處于地震活躍帶上的建筑物必須有一定的抗震能力來減少損失。自有紀(jì)錄以來，中國發(fā)生的8.0級(jí)以上大地震多達(dá)19次，小地震不計(jì)其數(shù)，木構(gòu)建筑在經(jīng)歷大大小小地震后依然挺立，足以證明木構(gòu)建筑的抗震能力。
1、基礎(chǔ)
基礎(chǔ)作為支撐整個(gè)建筑的部分，承受的地震荷載最大。中國古代木構(gòu)建筑基礎(chǔ)處理方式主要有兩種形式，換土法和密實(shí)加固法。換土法首先檢測建筑位置土壤性能，如若不適合承載建筑物則采用換土法，一般土層相對軟弱或是構(gòu)造較為復(fù)雜可采用此方法。先挖去不合要求的部分，換成低壓縮性散體材料后進(jìn)行夯實(shí)，夯實(shí)后的土層具有良好的穩(wěn)定性和承載能力。密實(shí)加固法主要使用打樁技術(shù)對土層加固，主要使用在粉砂層，使土層形成一個(gè)有承載力的持力層。
2、臺(tái)基
木構(gòu)建筑中的臺(tái)基類似現(xiàn)代混凝土建筑中的筏式基礎(chǔ)，構(gòu)造為立柱與基礎(chǔ)之間放置柱腳石，不僅可以防潮避水，還可以起到調(diào)度空間、擴(kuò)大體量、穩(wěn)固基礎(chǔ)的作用，同時(shí)還可以是等級(jí)制度的體現(xiàn)。由于臺(tái)基在結(jié)構(gòu)中承擔(dān)的是支撐作用，與立柱及基礎(chǔ)都不是固定關(guān)系，受到震動(dòng)時(shí)建筑柱子可以小幅度進(jìn)行移動(dòng)，所以可以在很大程度上減少地震波對建筑物的影響。
3、結(jié)構(gòu)體系
中國木結(jié)構(gòu)建筑采用構(gòu)架制的結(jié)構(gòu)原理，在漢代就形成了以抬梁式和穿斗式為代表兩種結(jié)構(gòu)體系，同時(shí)這也是中國木構(gòu)建筑的特點(diǎn)，對后續(xù)的建筑發(fā)展起重要作用。斗拱這兩種結(jié)構(gòu)體系主要優(yōu)點(diǎn)是能夠使柱子與屋架間承接過渡，使建筑物上部荷載能及時(shí)傳遞到柱子上，再通過柱子傳遞到地基上，在地震來臨時(shí)能夠很好進(jìn)行荷載傳遞，同時(shí)也能減少剪切力對建筑物的損害，從而降低對建筑的影響。
4、建筑材料
組成木構(gòu)建筑主要材料是木材，木材的質(zhì)量決定了建筑的質(zhì)量。木構(gòu)建筑擁有良好的抗震能力，與木材本身的材料屬性有直接聯(lián)系。木材具有良好的可塑性和彈性，古代木構(gòu)建筑使用木材大多為天然木材，一般選用松木和杉木，相對現(xiàn)代的鋼筋混凝土有更好的柔韌性，在高級(jí)的木構(gòu)建筑中，例如宮廷建筑中，多數(shù)使用成材年份長、韌性更高的金絲楠木作為主要木材，天然優(yōu)勢使木材在地震來臨時(shí)可以承受更大的變形。
5、建筑布局
在中國木構(gòu)建筑布局上，會(huì)在最大程度上保證其對稱性。主要或重要建筑放置在中軸線上，次要建筑分布在其兩側(cè)，不僅是等級(jí)制度的體現(xiàn)，更是能起到一定的抗震效果。對稱結(jié)構(gòu)與現(xiàn)代抗震設(shè)計(jì)要求中結(jié)構(gòu)質(zhì)量與剛度的中心一致相似，同時(shí)大部分建筑選用低矮、寬闊的穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，在地震發(fā)生時(shí)可以保證建筑能夠更好地平衡震沖擊力。
6、斗拱
在中國木構(gòu)建筑結(jié)構(gòu)中，有一種特殊的結(jié)構(gòu)——斗拱，位于梁與柱之間，作為承上啟下的構(gòu)件，力傳遞的中介，上下荷載的傳遞都需要通過它，猶如在梁柱中間放置一道彈簧層，起到了平衡的作用。斗拱由小木料，即斗和拱榫接一起，它們能夠調(diào)整傾斜角、平衡彎矩，在受到地震震動(dòng)時(shí)，斗拱通過榫卯之間的摩擦錯(cuò)位來起到能量消耗的作用。榫卯結(jié)構(gòu)是抗震的關(guān)鍵，與現(xiàn)代框架結(jié)構(gòu)有異曲同工之妙。經(jīng)過相關(guān)實(shí)驗(yàn)得出結(jié)論，古建筑木構(gòu)架具有明顯的捏攏特性和較好的變形能力，在榫頭完全拔出之前，構(gòu)架等效粘滯阻尼系數(shù)隨著構(gòu)架側(cè)移增大而增大從而趨于穩(wěn)定。
建筑論文范例：建筑工程施工進(jìn)度的控制與管理方法淺析
結(jié)束語
中國地大物博歷史悠久，古代木結(jié)構(gòu)不僅擁有極其珍貴的歷史價(jià)值,藝術(shù)價(jià)值,還具有科學(xué)價(jià)值。傳統(tǒng)木構(gòu)建筑是中國獨(dú)具特色的獨(dú)立系統(tǒng)，對周邊國家乃至亞洲都產(chǎn)生的深遠(yuǎn)的影響。這種結(jié)構(gòu)系統(tǒng)，無論如何發(fā)展，始終保持著統(tǒng)一的結(jié)構(gòu)原則，能夠經(jīng)受住大大小小地震的考驗(yàn)，很多已有上千年歷史的木結(jié)構(gòu)古建筑仍能保持完好，充分表明了這種結(jié)構(gòu)體系良好的結(jié)構(gòu)性能與抗震能力，同時(shí)也說明了其存在的結(jié)構(gòu)合理性和研究價(jià)值。我國的木構(gòu)建筑抗震設(shè)計(jì)原理值得我們?nèi)W(xué)習(xí)，并運(yùn)用到現(xiàn)代建筑當(dāng)中，研究出抗震效果更好的建筑來減少人們的生命和財(cái)產(chǎn)損失。
參考文獻(xiàn)：
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作者：鄭品捷
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