中国木结构古建筑抗震性能的探讨

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　　摘 要：基于对中国木结构古建筑抗震性能的研究，首先阐述中国木结构古建筑优势，然后分析木结构古建筑结构类型特点，包括抬梁式结构体系特点、台基体系特点、木构架体系中成组斗拱体系特点等，最后对中国木结构古建筑抗震性能进行分析，包括建筑材料分析、结构选型与建筑布局分析、构造分析等。
　　关键词：木结构;古建筑;抗震性能
　　在古建筑的建设过程中，通常会采取木结构。木结构的古建筑在经过不同自然灾害后，仍然能够保证自身的稳定性与安全性，说明木结构有良好的抗震防灾性能，能够为人们的生活以及工作打下良好基础。中国木结构古建筑有良好的抗震性能与稳定性，与建筑连接方式、建筑材料以及建筑体型有较为密切的联系。本文将针对中国木结构古建筑抗震性能相应内容进行阐述。
　　1 中国木结构古建筑优势
　　中国木结构古建筑的主要承重构件是木构架，附属结构在木结构古建筑中能够起到一定的维护作用与隔断作用，比如围墙。在整个木结构古建筑中，各个不同构件都是通过榫卯进行连接。榫卯连接具备较强的柔性特点与变形特点，这也是古建筑能够达到良好减震效果的一个重要原因。中国木结构古建筑特点体现在以下几点：①木材弹性模量相对较低，并且材质较轻，有良好的韧性。因此，将其应用在建筑中，能够具备较强的弹性恢复能力，对于突然产生的荷载以及周期性荷载问题，能够起到良好的抵抗效果。②木结构古建筑有许多不同的榫卯节点与杆件，各个杆件与榫卯节点可以对地震的能量进行吸收，并通过相应的途径将能量释放[1]。③木结构古建筑有良好的节能效果与保温效果，木材的保温效果相对于混凝土以及钢材都要更加突出。因为木材孔隙是良好隔热体，所以能够达到良好的保温效果。④木结构古建筑的木材结构具备良好的恢复性能，建筑木材在使用完毕后，可以实现对木材的回收利用，减少建筑垃圾的产生，提升木材利用率。而且取材工作更为方便，可实现就地取材，为建筑施工工作带来更多便利。可以节省更多运输成本与取材成本，从而使建筑稳定性得到保障。⑤实际建设中施工周期相对较短，施工更为方便，可以为施工人员工作带来更多便利，为后续维修工作打下良好基础。除此之外，建筑的使用寿命可以得到提升，降低建筑成本。
　　2 木结构古建筑结构类型特点
　　2.1 抬梁式结构体系特点
　　抬梁式结构体系通常情况下是需要在地基上进行立柱，在柱上展开相应的架梁工作，采取该种方式循环，可以在垂直方向上形成相应构型。从大量的实验可以看出，抬梁式结构体系具备良好的抗震性能。与此同时，还可以采取另一种构型方式，即穿斗式。穿斗式体系特点主要是各个柱之间的间距相对较为密集，整个房屋构架是由一根柱径支撑，不需要其他架梁或者构件。
　　2.2 台基体系特点
　　我国古建筑台基用现代术语来说就是整体浮筏式基础。在古建筑中采取此种方式，可以在很大程度上降低剪切力对建筑基础造成的影响或者破坏，从而降低地震对上层建筑带来的冲击力。木结构古建筑结构的一个主要特点是在上层中有较为庞大的屋顶，构成庞大屋顶需要使用许多不同金属构件。这样不仅可以保证整体房屋建筑的整体安全性，还可以提升古建筑的抗震效果，为人们创造更加舒适且安全的生活环境与工作环境。
　　2.3 木构架体系中成组斗拱体系特点
　　该种体系结构一般情况下是由两部分构件形成，分别是斗形构件与拱形构件，这也是中国木结构古建筑中的一个特色与特点，并且对我国现代建筑行业发展也产生重要影响[2]。此种结构方式主要性能是能够实现对柱子与屋架间承接过渡，这样可以对梁架产生的重荷以及屋面产生的重荷更好承受，并将承受的重荷及时传递到相应的柱子上，经过柱子传递到地基上。由此可以看出，該结构能够起到良好的承上启下特点。除此之外，能够在一定程度上减少剪切力对建筑物造成的影响与冲击，并在地震发生时将自身的变形消能作用充分发挥。
　　3 中国木结构古建筑抗震性能分析
　　3.1 建筑材料分析
　　在木结构古建筑中，木材是一种使用较为普遍的建筑材料。目前我国木材建筑技术以及木材装饰工艺已经具备较高水平，并且有自身的特色，如在我国甚至国际上都较为著名的山西应县木塔、天津蓟州区的独乐寺等，都是我国木结构古建筑中的杰作。我国木结构古建筑之所以有良好的抗震性能，不仅是因为自身构架在其中发挥重要作用，还与木材本身性能与质量有直接关系，木材本身就具备一定的特殊性与优越性。例如，木材自身有良好的可塑性与弹力性特点，可以承受强烈的冲击。除此之外，木材自身具备一定的抗拉性与抗弯性特点，在受到弯曲力量以及剪切外力后，其自身纤维并不会受到影响，所以在地震中可以承受较为强烈的地震波动，在面临地震问题时，不会马上断裂或者被破坏，使古建筑稳定性得到保障。
　　3.2 结构选型与建筑布局分析
　　在中国木结构古建筑中，不管是单体建筑还是群体建筑，在平面布局过程中，都要在最大程度上保证其对称性[3]。在建筑施工过程中，会将较为重要的建筑放置在配置构造的中心轴上，次要建筑可以将其分布在整个建筑两侧或者对侧部分。与此同时，还可以采取其他布局方式，在轴线上建立主要建筑与次要建筑，加之许多不同单个建筑，这样建筑的完整性将会得到保障。此种布局方式属于对称均匀布局，可以保证建筑的对称性，使建筑能够承受更多的平衡地震冲击力。当地震发生时，各个层面的平面尺寸以及层面刚度并不会发生很大变化，可以将建筑的损害程度降到最低，使建筑能够达到良好抗震效果。
　　3.3 构造分析
　　从对我国木结构古建筑分析中可以看出，现代建筑具有的房屋结构框架优势传统木结构古建筑也同样具备。也就是说，现代房屋建筑结构以及施工工作的展开，是对传统木结构古建筑优势的汲取。在木结构古建筑中，为使建筑抗震性能与稳定性得到保障，会将以柔克刚的理念应用在建筑设计以及建筑结构中[4]。将不同构件以及设备结合实际情况进行连接，保证连接稳定性。并且使各构件之间的柔韧性连接得到保障，木结构古建筑结构中柔韧性能相对于现代建筑框架、排架以及钢架等具备更多优势。除此之外，可以通过柱子升起方式或者侧角方式，使整个建筑的重心逐渐向内倾斜，这样建筑的整体性能将会得到保障，建筑的抗震性能也会随之提升。
　　4 结束语
　　综上所述，中国木结构古建筑具备良好抗震性能，在经过多次地震之后，仍然能够保证自身的安全性与稳定性。为使我国现代建筑行业得到更好发展，要加强对中国木结构古建筑抗震性能的分析，明确其中的优势、结构特点以及材料特点等，将传统中国木结构古建筑优势融入现代建筑设计以及建筑施工中，使现代建筑能够满足人们对建筑的需求，为我国建筑行业的发展打下良好基础。
　　参考文献
　　[1]高大峰，张辉，吴冬冬，等.基于多地震动强度参数的中国多层木结构古建筑地震易损性研究[J].地震工程与工程振动，2019（3）：41-51.
　　[2]周勤劳.新材料在古建筑木结构修复工作中的应用[J].科技经济导刊，2019（13）：51-52.
　　[3]袁建力.墙体参与工作的木构架古建筑抗震分析方法[J].建筑结构学报，2018（9）：45-52.
　　[4]薛建阳，路鹏，董晓阳.古建筑木结构歪闪斗栱抗震性能的ABAQUS有限元分析[J].世界地震工程，2017（4）：11-17.
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