我国古建筑抗震篇样本

国内古建筑抗震篇

中华人民共和国古建筑从总体上说是以木构造为主，以砖，瓦，石为辅发展起来，从建筑外观上看，每个建筑均有上，中，下三某些构成，上为屋顶，下为基座，中间为柱子，门窗和墙面。

◆

古建筑构造

中华人民共和国古代木构造，重要有三种形式。

1、井干式

即是以圆木或方木四边重叠构造如井字形，这是一种最原始而简朴构造，当前除山区林地之外，已很少见到了。井干式构造房子

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，因此国内南方民居和较小殿堂楼阁多采用这种形式。穿斗式构造房子

3、“抬梁式”（也称为叠梁式）

即在柱上抬梁，梁上安柱（短柱），柱上又抬梁构造方式。这种构造方式特点是可以使建筑物面阔和进深加大，以满足扩大室内空间规定，成了大型宫殿、坛庙、寺观、王府、宅第等豪华壮丽建筑物所采用重要构造形式。有些建筑物还采用了抬梁与穿斗相结合形式，更为灵活多样。

抬梁式构造房子

◆

国内古建筑抗震性能

在国内古代建筑中，有不少经历多次强烈地震依然完好无损，这是中华人民共和国乃至世界建筑史上抗震奇迹。柔性框架、台基隔震、\o"搜索更多关于\“斗拱\”信息"斗拱承托、榫卯连接，这是木构造古建筑抗震机理。

房屋类木构造古建筑从下到上分为台基层、柱框层、铺作层及屋盖，其中木框架承受构造绝大某些荷载作用，而墙体只起分割和围护作用。木框架分层示意图

1、古建筑所用建筑材料抗震作用

木材属于柔性材料，材质匀而具备耐拉耐弯和富有弹性，在地震过程中，木材能较好地吸取和消耗地震能量，并且具备较强恢复变形能力，在水平地震作用下可以产生较大侧向变形而不致断裂破坏。2、古建筑构造抗震防震作用

1）木构造古建筑物在外型上常采用长宽比不大于2:1矩形或近似正方形，这就使建筑物质量和水平\o"搜索更多关于\“刚度\”信息"刚度随高度变化而比较均匀。规则对称平面布置方式使建筑物质心与建筑物\o"搜索更多关于\“刚度\”信息"刚度中心最大限度地重叠，极大地避免了建筑物在遭受地震作用时，由于建筑物质心与刚心不重叠而导致扭转效应对墙体剪切作用。2）木构造房屋构造骨架是一种由木柱、木梁构成\o"搜索更多关于\“框架构造\”信息"框架构造，梁与柱节点事实上是一种半刚性、半铰接节点，柱底直接搁置于石质基本上，或者直接嵌入基本凹槽，或将木柱做成浅榫与基本连接。

木框架起承担和传递屋顶所有荷载作用，而墙体仅起维护空间作用。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，形成良好隔震消能构造体系。3）木构造房屋中，构造构件联结均采用榫卯联结，虽然榫卯削弱了木构件承载面积，使结点处承载力有所下降，但古建筑构造中材料余度很大，削弱后木截面面积仍足以承受较大荷载，从而充分运用了半刚性接头柔性。榫卯联结不但变化了构造特性，并且在地震中由于榫卯接触面摩擦，耗散了地震能量，相称于在节点处安装了阻尼器，从而减小了构造地震响应。榫卯构件

3、古建筑整体上抗震作用

建筑上，有是以多根圆柱承重，本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。有是采用多层框架，它近似于当代建筑圈梁，是一种很有效加固防震T-段。有些在\o"搜索更多关于\“斗拱\”信息"斗拱和梁柱之间，为多组三角形，本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。\o"搜索更多关于\“斗拱\”信息"斗拱芦山震中百年老屋，天津蓟县独乐寺，山西应县木塔等国内许多古代建筑都成功地经受过大地震考验，千百年来均经历过多次地震依然傲然挺立。古建筑为什么能抗震？它们又是怎么抗震？绝招一：古建筑台基堪称整体浮筏式基本

国内古代很少建造平面复杂建筑，重要采用长宽比不大于2∶1矩形。规则平面形态和构造布局有助于抗震。老式建筑往往是中间一间（当心间）最大，两侧次间、梢间等依次缩小面宽，这样设计非常有助于抵抗地震扭矩。

中华人民共和国古代建筑普通由台基、梁架、屋顶构成，高级别建筑在屋顶和梁柱之间尚有一种斗栱层。中华人民共和国古代建筑台基用当代构造语言描述，堪称“整体浮筏式基本”，好比是一艘大船载着建筑漂浮在地震形成“惊涛骇浪”中，可以有效地避免建筑基本被剪切破坏，减少地震波对上部建筑冲击。中华人民共和国老式建筑梁架普通采用抬梁式构造，在构架垂直方向上，形成下大上小构造形状，实践证明这种构造方式具备较好抗震性能。优雅大屋顶是中华人民共和国古代老式建筑最突出形象特性之一，并且对提高建筑抗震能力也做出过相称贡献。形成大屋顶（特别是庑殿顶、歇山顶等）需要复杂构造和大量构件，大大增长了屋顶乃至整个构架整体性；庞大屋顶以其自重压在柱网上，也提高了构架稳定性。绝招二：\o"搜索更多关于\“斗拱\”信息"斗拱

\o"搜索更多关于\“斗拱\”信息"斗拱是中华人民共和国古代建筑抗震又一位重要“战士”，在地震时它像汽车减震器同样起着变形消能作用。它是由若干斗形木块和弓形短枋木互相交接组合而成构件，用在柱头顶或额枋之上，起着承托梁架和出挑屋檐作用。本地震发生时，屋顶与柱之间若干组内外檐\o"搜索更多关于\“斗拱\”信息"斗拱像弹簧层同样起着变形消能作用，从而大大减少了建筑物破坏限度。历史上，诸多带\o"搜索更多关于\“斗拱\”信息"斗拱建筑都能抵抗强烈地震，例如山西大同华严寺，在没有\o"搜索更多关于\“斗拱\”信息"斗拱低级别附属建筑被破坏殆尽状况下，带\o"搜索更多关于\“斗拱\”信息"斗拱重要殿堂仍能幸存，充分阐明了\o"搜索更多关于\“斗拱\”信息"斗拱对抗震贡献。\o"搜索更多关于\“斗拱\”信息"斗拱但能起到“减震器”作用，并且被各种水平构件连接起来\o"搜索更多关于\“斗拱\”信息"斗拱群可以形成一种整体性很强“刚盘”，按照“能者多劳”原则把地震力传递给有抗震能力柱子，大大提高了整个构造安全性。绝招三：榫卯是抗击地震核心

除了这些较明显手法外，中华人民共和国古代老式建筑中还使用了大量其她技术办法，这些办法是古建筑抗震核心。例如榫卯使用，榫卯是极为精致创造，咱们祖先早在70前就开始使用，这种不用钉子构件连接方式，使得中华人民共和国老式木构导致为超越了当代建筑排架、框架或者刚架特殊柔性构造体，不但可以承受较大荷载，并且容许产生一定变形，在地震荷载下通过变形吸取一定地震能量，减小构造地震响应。尚有如柱子生起、侧脚等技法减少了建筑重心，并使整体构造重心向内倾斜，增强了构造稳定性；柱顶、柱脚分别与阑额、地袱以及其她构造构件连接，使柱架层形成一种闭合构架系统，用当代术语来说，就是形成上、下圈梁，有效地制止了柱头、柱脚移动，增强了建筑构架整体性。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，明显增强了构造整体性；柱子与柱础结合方式能明显地减少柱底与柱础顶面之间摩擦，进而有效地产生隔震作用；在高大楼阁中，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重复作用抵抗能力；在外檐柱间设立较厚墙体，起到当代建筑中“\o"搜索更多关于\“剪力墙\”信息"剪力墙”作用诸如此类，举不胜举，大到建筑群体布局解决，小到构件断面尺寸设计，处处都展示出古代工匠们在抗震设计方面知识和匠心。墙倒屋不塌穿斗木构架民居(曲哲)【按】前两天（、10、7）发生在云南普洱6.6级景谷地震以其相对较小伤亡不久淡出公众视野。无论从所发布震级还是震源深度角度来看，景谷地震都应当比鲁甸地震具备更大破坏性，但为什么前者导致伤亡远远不大于后者？云南省地震局给出解释基本靠谱（云南省地震局局长皇甫岗8日表达，7日晚发生景谷6.6级地震人员伤亡较小重要因素是本地房屋构造好、植被覆盖好、人口密度小。7日21时49分普洱市景谷县发生6.6级地震，震源深度5千米，当前导致1人遇难、324人受伤。本次地震震级高，波及范畴广，是景谷县有历史记录以来震级最高地震，大理、德宏、昆明等多地震感明显，但人员伤亡相对教小。对此，皇甫岗解释说，景谷本地民房多为穿斗木质构造，抗震性能强；此外，本地生态环境好，森林覆盖率超过70%，致使地灾较弱；加之人口密度小，因此伤亡相对同级别地震较少。据资料记载，滇西南地区同级别地震烈度普遍比滇东要低一度。“这与滇西地区是花岗岩坚硬基底关于。”皇甫岗举例说，1988年11月6日澜沧耿马7.6级地震烈度与

穿斗式木构架特点可总结为“穿枋过柱，斗成房架”，即以贯穿柱截面穿枋将横向柱（涉及内柱、檐柱和瓜柱）连接成一排架子，檩子直接支承于柱头，而不用梁。川南地区穿斗式木构架民居多采用隔柱落地形式，即内柱与瓜柱间隔布置，形成“三柱两墩”或“五柱三墩”格局。在内柱外侧往往各布置一根檐柱，如下左图所示。在构造纵向，采用斗枋和纤子将各榀横向木构架连接在一起。在纤子上皮直接铺设木楼板，形成第二层空间，如下右图所示。围护墙也是穿斗式木构架民居重要构成某些。建房时先立木构架，再建填充墙。

年代较为久远老式木构架房屋往往以木板墙作为隔墙和围护墙。这种墙体与木构架之间连接可靠，自身变形能力大，往往破坏非常轻微甚至没有可见损伤。与之相比，年代较近木构架房屋则大量采用120mm甚至60mm厚砖墙作为填充墙，其变形能力小，侧向易失稳，很容易崩塌。砖墙与木构架之间连接锚固困难也是砖墙易倒因素之一。本地常用连接办法如图3-14所示，即将钉在木柱中钉子埋置于砖墙砂浆层中，为砖墙提供拉结。在诸多状况下连如此简易拉结办法都没有。

从某种意义上说，穿斗式木构架虽然可以有效承重，但并非有效抗侧力体系。这与含砌体填充墙钢筋混凝土框架或钢框架构造有本质区别。后者自身不但承担所有竖向荷载，并且是重要抗侧力体系，可有效地抵抗从多遇地震、强风至罕遇地震等不同级别侧向作用。

相比之下，带砖墙穿斗式木构架与钢支撑框架更加相似。在钢支撑框架中，钢框架承担所有竖向荷载，但抗侧刚度较小，难以满足多遇地震等侧向作用下侧向位移规定；钢支撑则不承担任何竖向荷载，仅为构造提供抗侧刚度和承载力，是必不可少构造构件。带砖墙穿斗式木构架也是这样双重构造体系。它由承重木构架和抗侧砖墙两某些并联而成，如下图所示。由于砌体填充墙对于控制整体构造在正常使用状态下侧向位移有必不可少作用，宜将其作为构造构件看待。但与砌体构造不同，这里砌体填充墙不承受竖向荷载，砌体墙崩塌不会及时导致整体构造崩塌。因而砌体填充墙在整体构造中属于“次要构造”。与之相对，木构架则为“主体构造”。

芦山地震中，穿斗式木构架民居震害可分为木构架自身震害和填充墙震害两某些。木构架自身震害以柱脚滑位、榫头脱出和木构架纵向整体倾斜等为主，在芦山地震木构架震害中仍属少数（如下图）。而最重要震害体现为砌体填充墙开裂与崩塌。

对芦山地震灾区三栋具备不同类型填充墙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。所选用三栋典型民居位于四川省芦山县双石镇双河村茨竹坡组，位于芦山地震VIII度区。三栋民居彼此相距不超过100米且地形相似，房屋规模也比较相近，在本地具备很强代表性。三者构造布置下图所示。三者最重要区别在于填充墙形式。其中，构造A砌体填充墙在芦山地震中受损严重，已完全拆除，木构架在四角用四根斜放圆木作暂时支撑。据本地人简介，虽然是新建穿斗式木构架，其自身抗侧刚度极小，在砌筑填充墙之前若不作暂时支撑将发生过大歪斜，影响使用甚至也许危及安全。构造B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。在构造B正立面局部有少量砖墙。构造C中填充墙均采用实心砖砌筑。但这些砖墙在芦山地震中有所损伤，刚度也许有所下降。但详细下降限度已无法评估。

以构造纵向基本周期为例，不含填充墙而仅有木构架构造A基本周期平均值为0.74秒，平均阻尼比分别约为2.8%和5.2%。与之相比，带有填充墙构造B和构造C基本周期远不大于构造A。在构造纵向，两者平均自振周期均为0.09秒。可见，无论是木板墙还是砖墙，对穿斗式木构架房屋自振周期均有非常明显影响。填充墙是穿斗式木构架民居抗侧刚度重要源，是其构造体系中不可缺少某些。

对芦山县双石镇民居建筑破坏状况进行抽样调查。所调查区域如下图所示，为随机选用。并没有刻意选择震害较重或较轻区域。对所选区域内房屋逐个调查，以的确其破坏级别。砌体构造（依照与否设立构造柱，分为约束和