談?wù)勚袊?guó)古代建筑的抗震原理

在中國(guó)古代建筑中，許多建筑經(jīng)歷了許多強(qiáng)烈的地震，這是中國(guó)乃至世界歷史上的地震奇跡。柔性框架、臺(tái)式隔震、斗拱支撐、榫榫連接是古木結(jié)構(gòu)的抗震機(jī)制。

古老的住宅木結(jié)構(gòu)建筑從下到上分為基礎(chǔ)、柱框架層、鋪裝層和屋頂，其中木框架承受著大多數(shù)結(jié)構(gòu)的載荷，而墻壁只起到分割和關(guān)閉的作用。

1.古建筑材料的地震效應(yīng)

木材是一種柔性材料，具有抗拉、抗彎、抗彈性。木材在地震過程中能很好地吸收和消耗地震能量，具有較強(qiáng)的恢復(fù)變形能力，在水平地震下能產(chǎn)生較大的水平變形傷。

2.古建筑結(jié)構(gòu)的抗震防治效果

（1）木制建筑的外觀通常小于2：1的長(zhǎng)寬比或近似正方形，使建筑的質(zhì)量和水平剛度隨高度變化更加均勻。規(guī)則對(duì)稱的布局最大限度地重疊了建筑的紋理和剛度中心，大大避免了地震時(shí)剪切效應(yīng)對(duì)墻體的扭轉(zhuǎn)效應(yīng)。

木框架承受并傳遞屋頂?shù)恼麄€(gè)負(fù)荷，而墻壁只保持空間隔離。在地震作用下，連接處的摩擦滑動(dòng)和柱底的旋轉(zhuǎn)滑動(dòng)形成了良好的隔離能耗結(jié)構(gòu)體系。

（3）在木結(jié)構(gòu)建筑中，結(jié)構(gòu)構(gòu)件采用榫眼和榫頭連接，雖然削弱了木構(gòu)件的承重面積，節(jié)點(diǎn)的承載能力下降，但古結(jié)構(gòu)中的材料很大，削弱了木斷面面積仍足以承受更大的載荷，從而充分利用半剛性接頭的靈活性。榫眼與榫眼的連接不僅改變了結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)，而且由于榫眼接觸面的摩擦而消散了地震能量，相當(dāng)于在節(jié)點(diǎn)上安裝阻尼器，從而減少了結(jié)構(gòu)的地震響應(yīng)。

3.古建筑的整體地震效應(yīng)

在建筑物上，有些柱子，當(dāng)?shù)卣鹆τ糜诮ㄖ飼r(shí)，柱子會(huì)在它們之間產(chǎn)生緩沖力，使建筑物不會(huì)受到地震突然襲擊的破壞。

有些建筑采用多層框架，類似于現(xiàn)代建筑的環(huán)梁，是一種非常有效的防震T截面加固方法。當(dāng)?shù)卣鹆τ糜诮ㄖ飼r(shí)，支架和梁之間的一些地震力會(huì)分散到幾個(gè)小三角形上，使地震力不集中在某一點(diǎn)上。

中國(guó)古代建筑是中華民族的珍貴遺產(chǎn)，也是世界建筑史上不可或缺的一部分。中國(guó)最早的古代木結(jié)構(gòu)建筑已經(jīng)存在了1000多年，許多建筑在經(jīng)歷了許多自然災(zāi)害后仍然屹立不倒。從結(jié)構(gòu)性能的角度來(lái)看，古木結(jié)構(gòu)具有重要的研究?jī)r(jià)值。一方面可以提高古建筑的維護(hù)加固水平，另一方面也可以為現(xiàn)代建筑的設(shè)計(jì)提供一些有益的參考。