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1、木結構建筑的構造形式與抗震優(yōu)勢及防護-結構理論【摘要】首先介紹了傳統(tǒng)木結構榫卯連接以及斗拱抗震的優(yōu)勢,列舉了木建筑常采用的結構形式,然后說明了木結構建筑的弊端以及防護措施,最后基于木結構自身優(yōu)勢展介紹了目前以及未來的發(fā)展情況?!娟P鍵詞】木結構抗震榫卯斗拱木結構建筑的構造形式與抗震優(yōu)勢及防護-結構理論【摘要】首先介紹了傳統(tǒng)木結構榫卯連接以及斗拱抗震的優(yōu)勢,列舉了木建筑常采用的結構形式,然后說明了木結構建筑的弊端以及防護措施,最后基于木結構自身優(yōu)勢展介紹了目前以及未來的發(fā)展情況。【關鍵詞】木結構抗震榫卯斗拱防護 木結構建筑是
2、中國傳統(tǒng)建筑形式,目前世界上現(xiàn)存的最大木結構建筑群是我國的故宮,中國是最早應用木結構的國家之一。根據(jù)實踐經(jīng)驗采用梁、柱式的木構架,揚木材受壓和受彎之長,避受拉和受剪之短,并具有良好的抗震性能?! ∫弧㈤久投饭暗目拐饍?yōu)勢 連接時木結構的關鍵部位,設計與施工的要求應嚴格,傳力也應該明確,韌性和緊密性能良好,構造簡單,檢查和制作方便,我們最熟知的連接之一即為卯榫連接。榫卯是極其精巧的發(fā)明,我們的祖先早在7000年前就開始使用榫卯技術,不費一釘一卯便將幾根構件連接起來,這種連接方式使得中國傳統(tǒng)的木結構成為超越了當代建筑排架,框
3、架或者鋼架的特殊柔性結構體,不但可以承受較大的荷載,而且允許產生一定的變形來吸收一定的地震能量,減小結構的地震響應。 此外提到中國古代木建筑一定不能忽視的是斗拱。在立柱和橫梁交接處,從柱頂上加的一層層探出成弓形的承重結構叫拱,拱與拱之間墊的方形木塊叫斗,合稱斗拱。這種“斗上有拱,拱上有斗”的構件即使是在現(xiàn)在看來也是一項偉大的藝術品,斗拱外形美觀靈巧,不僅僅是封建社會區(qū)分建筑等級的標志,中國古建筑屋頂挑檐采用斗拱形式的較之沒有斗拱的,在同樣的地震烈度下抗震能力要強得多。斗拱是榫卯結合的一種標準構件,是力傳遞的中介。過去人們
4、一直認為斗拱是建筑裝飾物,而研究證明,斗拱把屋檐重量均勻地托住,起到了平衡穩(wěn)定作用?! 《⒛窘Y構的形式 木結構因其構成的不同可以有不同類型,同一類型又可以有多種不同的形式。每一種形式的木結構都有它自身的強度剛度特征和一定的結構形態(tài)?! 。?)梁結構。所有木建筑都存在眾多水平放置的木梁來承載,梁結構也具有多種形式,如單向受力梁和多向受力梁等?! 。?)桁架結構。桁架式“格構化”的梁,它由尺寸不大的木材料通過節(jié)點連接,造成結構高度大于梁結構高度的格構化構件,其強度與剛度比單根木料的梁大很多,因此可以承受較大荷載和跨越較大跨
5、度。 ?。?)拱結構。木拱結構與其它材料的拱結構工作原理是相同的,但木拱結構有時需要考慮材料整體性要求,實體木拱拱身由單根材料制成,可以是圓木,方木,但由于材料截面受到供應的限制往往導致拱截面大小有限,故以矩形膠合木為多?! 。?)木網(wǎng)架結構。在結構學界常常把它定義為“雙向桁架式網(wǎng)架”,可用作大跨度的體育場匯演中心等,日本有體育場采用這種結構形式。 三、木結構的防護 木結構是一種“耐熱”構造,它不會因溫度的變化而導致?lián)p壞,但木結構建筑較之常見的鋼筋混凝土或磚結構等建筑相比其不足之處在于木結構抗腐蝕,耐火等性能很差。古代
6、建筑雖是以木結構為主,但在木柱與地面之間還是砌有石墻以防止木柱直接受潮或被蟲蛀。只要按照木結構規(guī)范要求進行處理,一般都能達到防火抗腐要求。 為了防止木結構遭受火災的危害,在設計上除應遵守國家現(xiàn)行建筑設計防火規(guī)范的規(guī)定外應采取下列措施: ?。?)在有火源的房屋內需設置放火隔墻,防火幕,石棉隔板等,不得將木結構包裹在防火墻內?! 。?)當房屋有采暖通道通過木構件時,其管壁表面應與木構件保持不小于50mm的凈距離或用非燃燒材料隔熱?! 。?)有可能遭受火災危害的木結構宜采用刨光的方木或原木制作,木屋蓋的吊頂及木隔墻等應采用抹灰
7、或設置水泥石棉板,石膏板等防火措施,保溫和隔音材料宜采用非燃燒材料等制作。 木材防腐防蟲也是不可忽視的一項重要問題,木結構的腐蝕與蟲蛀與木材的濕度有關,含水率超過25%,腐蝕才會發(fā)生,白蟻等蛀蟲才會在潮濕環(huán)境中生長?! ≡跇嬙焐戏乐?jié)穸却蠹皾穸确磸妥兓姆椒ㄒ话闶前盐菝鎵Ρ诘冉Y構做好防潮,住腳做好防潮,木構節(jié)點保持良好通風,此外,再進一步采取化學藥劑處理,此過程中應注意化學藥品的選用與人使用的安全問題?! ∷摹⒛窘Y構建筑的優(yōu)點及未來發(fā)展 中國古代木結構建筑的最大優(yōu)點在于將美觀與實用結合的淋漓盡致,像山西應縣的木塔,距今
8、已有900多年的歷史,遭遇地震依然屹立不倒,且外形美觀。因此這是現(xiàn)代建筑應習得的優(yōu)點?! 〈送猓玖媳旧硎且环N環(huán)保材料,它自重輕,成本低,容易維護,可以改善環(huán)境質量,加之容易表達出豐富的藝術人文效果,備受設計師們喜愛。 目前,木結構建筑已被我國許多休閑地產、園林建筑青睞。許多建筑、園林設計公司,為了體