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中国古建筑如何抗震?

来源:百家号 作者:帆力特铝合金门窗 更新于:2024-3-7 阅读:

  在中国古老广袤的土地上,那些保存至今的古建筑是我国传统建筑文化的瑰宝,也是历史的见证者和记录者。然后历经千百年风雨与自然灾害的考验后,仍屹立不倒。实可谓中国及至世界建筑史上建筑结构抗震的奇迹。那么,又是怎样的科学构造,让中国古建筑能够做到“墙倒屋不塌?”能够历经千年,依然屹立?

  材质

  作为建筑材料,木材属于柔性材料,具有一定的抗拉、抗弯和抗弹性能。在地震过程中,木材能够有效地吸收和消耗地震能量,并展现出较强的恢复变形能力。尤其是在水平地震情况下,木质结构可以产生较大的横向变形,而不会造成严重的断裂损伤。这种特性使得木材在中国古建筑的抗震设计中发挥了重要的作用。

  结构

  中国古代建筑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很好的抗震性能。此外,结构整体平面形态规则、对称,使得结构各部位、各节点受力相对均衡,不易产生局部应力集中而造成破坏。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。这种建筑结构设计理念在中国古代建筑中被广泛运用。

  斗拱

  斗拱是中国传统建筑特有的结构形式,由若干斗形的木块和弓形的短枋木相互交接组合而成,用在柱头顶或额枋之上,起承托梁架和出挑屋檐的作用,从而将梁、枋、柱连接成一体。由于斗拱之间不是刚性连接,所以在受到地震等外力作用时,木材之间产生一定的位移和摩擦,从而吸收和损耗部分能量,起到调整变形的作用,从而减少了建筑物的破坏程度,大大提高了整个结构的安全性。

  榫卯

  榫卯是一项极为精巧的发明,我们的祖先早在7000年前就开始使用。榫指的是连接中的凸出部分,也可以称为榫眼;卯指的是凹进部分,也可以称为卯头。在古建筑中,几乎所有构件都是利用榫卯进行连接。榫卯的作用在于将大量独立、松散的构件紧密结合成一个符合设计要求和使用要求的完整结构体,具备承受各种荷载能力的能力。其特点是榫头与卯眼两个构件结合时,越受压力则越紧密,越受拉力则越松动。当遭遇地震时,榫卯的连接方式使得建筑物的主要部件只会轻微晃动,随后又能恢复到原位,从而起到抗震作用。这种榫卯结构的应用在古代建筑中得到了广泛运用,并且至今仍然被认为是一种有效的抗震设计方法。

  柱础

  古代木结构的大多采用明础,即将木柱立于础石上,柱底与础石之间可以相互错动,亦可成为“柱底浮搁”,此种设计不但可以保护有效保护柱根不受腐蚀,还可以使柱根在地震力作用下,产生位移,通过这种不传递弯矩的方法,可以有效的消耗地震力,保护上部结构,很多古建筑在经历过地震后,柱脚都会产生滑移,但整体结构依然安然无恙。

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