1木結(jié)構(gòu)古建筑的結(jié)構(gòu)與構(gòu)造——基礎(chǔ)、臺基與礎(chǔ)石10

1木結(jié)構(gòu)古建筑的結(jié)構(gòu)與構(gòu)造——基礎(chǔ)、臺基與礎(chǔ)石10

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1、文物建筑的結(jié)構(gòu)與構(gòu)造木結(jié)構(gòu)古建筑的結(jié)構(gòu)與構(gòu)造——基礎(chǔ)、臺基與礎(chǔ)石報告人:薛建陽二O一三年十月二十八日2臺階與基礎(chǔ)地基基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)及演變過程1)大約在公元前5000年至公元前的仰韶文化時期,木柱埋于土中,以保證房屋穩(wěn)定。房屋高度與規(guī)模增大,埋深也增大。這樣柱根能抵抗較大的水平風(fēng)力和傾覆力矩。2)隨著整個建筑結(jié)構(gòu)體系及榫卯連接的改進(jìn)與完善,基礎(chǔ)由深埋轉(zhuǎn)變?yōu)闇\埋直到明礎(chǔ)。原因是木材遇潮之后將會腐朽,大大降低房屋的耐久性。3)漢代以后,木結(jié)構(gòu)建筑逐漸演變?yōu)榕_基上升,主基置于地面以上,成為明礎(chǔ)。4)宋《營造法式》把這種臺基、明礎(chǔ)的做法

2、規(guī)范化,給出一定的做法與規(guī)范。2臺階與基礎(chǔ)宋代以前的基礎(chǔ)2臺階與基礎(chǔ)由上頁圖可以看到,唐宋時期臺基、磉墩、礎(chǔ)石,一套基礎(chǔ)體系已基本完整。宋、清將其成文規(guī)范下來,沿用至近代,只局部改進(jìn),并無根本變化。主要文獻(xiàn)有:宋代的《營造法式》和清代的《工程做法則例》。2臺階與基礎(chǔ)古建筑地基處理方法1)天然地基---將基礎(chǔ)甚至建筑物本身直接構(gòu)筑于原有土(巖)層之上。2)人工地基---換土加入碎磚、石渣、石灰等摻合料擠密樁、端承樁、摩擦樁2臺階與基礎(chǔ)古建筑地基基礎(chǔ)種類(5種)1)天然地基。一般適用于山區(qū)巖層地質(zhì)。例如山西五臺山佛光寺。2)

3、夯土地基。第一類為土質(zhì)較好時,可去掉表層土,仍用原土素土分層夯實后砌筑基礎(chǔ)。第二類為遇到土層較弱或人為削弱地基時,可挖深,換土,分層夯實至要求的標(biāo)高。3)灰土地基。在黃土中加白灰,拌合均勻,濕度恰當(dāng),分層夯實成灰土地基,其承載力比天然地基土有明顯的提高。近代明清建筑中有潑糯米汁的做法。即在兩步灰土間潑灑糯米汁,為增加兩層的結(jié)合力。例如北京故宮基礎(chǔ)。2臺階與基礎(chǔ)古建筑地基基礎(chǔ)種類4)其他摻合料加強(qiáng)的復(fù)合地基。第一類做法是在夯土中加入石塊、瓦片等以提高地基的抗壓強(qiáng)度。早在戰(zhàn)國時代就已經(jīng)使用。第二類做法是碎磚瓦、夯土層分層鋪筑

4、。例如河北正定寺轉(zhuǎn)輪藏一層碎磚,一層夯土,隔層筑打而成。北京故宮內(nèi)也普遍采用這種做法。5)樁基礎(chǔ)與筏式基礎(chǔ)。1)地下強(qiáng)度較高的砂層,巖層較淺時可用端承樁。2)如果堅實砂、巖層過深,用摩擦樁。依靠樁與土之間的摩擦力傳遞上部荷載。2臺階與基礎(chǔ)臺基與柱礎(chǔ)臺基即相當(dāng)于現(xiàn)代房屋的基礎(chǔ)。它將上部傳來的荷載傳遞至地基的持力層。左圖為宋代以后比較規(guī)范化的臺基2臺階與基礎(chǔ)臺基的發(fā)展和作用漢代以后臺基上升,高出地坪。而且臺基的高低逐漸成為建筑物主人身份、地位高低的標(biāo)志。主人地位越高貴,臺基越高。作用一:臺基高出地坪,可以防止雨水浸入建筑,保

5、持柱根干燥。作用二:臺基高出地坪,平面尺寸大于建筑物本身的長和寬,可以保持建筑物的穩(wěn)固2臺階與基礎(chǔ)臺基的分類1)獨(dú)立臺基。一般建筑物都有各自的臺基,立于庭院的地面上。2)建筑在臺上的臺基。這種臺基是建筑群中非常重要的建在高臺上的建筑所特有的。高臺之上還建有臺基。例如北京故宮的太和殿、中和殿、保和殿。3)臺與臺基組合成一體成為建筑的臺基。特點(diǎn)是一座臺和一個很矮的臺基組合在一起。2臺階與基礎(chǔ)臺基的構(gòu)造臺基的高寬比很小。臺幫是由石材等高強(qiáng)度材料圍砌,四角布置石質(zhì)角柱。沿臺基的四周和表面布置階條石、角石以及方磚,下部布置土襯石。

6、作用:既保證了臺基的整體穩(wěn)定性和耐久性,又保證了上部結(jié)構(gòu)不至于發(fā)生不均勻沉降。2臺階與基礎(chǔ)臺基的長度和寬度臺基的長度和寬度與房屋的長寬與屋檐尺寸有關(guān)。首先應(yīng)防止屋檐的水滴在臺基上進(jìn)而濺到木柱與墻體上。《營造法式》中有明確規(guī)定,若房屋縱向(東西)長度較大時應(yīng)增加臺基的高度。同時規(guī)定了臺基不能過高。作用:可增加臺基的剛度,減少地震作用下臺基本身的變形,同時防止了上部結(jié)構(gòu)過大的變形。臺基如果過高,臺基對地震的放大作用明顯,對建筑物上部結(jié)構(gòu)不利。2臺階與基礎(chǔ)磉墩、攔土與灰土墊層臺基的每柱之下均有磚砌磉墩,磉墩之間有磚石砌筑的攔土

7、,磉墩與攔土之下有灰土墊層。作用:”攔土“可以限制磉墩的側(cè)移,和磉墩一起構(gòu)成十字交叉基礎(chǔ)。1)傳遞與分布上部荷載。2)同時抵抗水平風(fēng)力,地震作用引起的側(cè)移變形與內(nèi)力。3)使整個臺基成為整體性很好的統(tǒng)一體,具有較大的可靠性。2臺階與基礎(chǔ)礎(chǔ)石礎(chǔ)石為柱下基礎(chǔ),設(shè)于臺基中磉墩之上。礎(chǔ)石一般頂面加工成光滑平面,也稱為“古鏡”或稱“鼓鏡”。作用:減小了柱根和基石之間的摩擦系數(shù),使得在遇到較大的地震與大風(fēng)的情況下,能起隔振作用。2臺階與基礎(chǔ)柱礎(chǔ)的“海眼”和“誘眼”中式木構(gòu)中有將柱制成管腳榫或套頂榫,分別插入柱礎(chǔ)的“海眼”和“誘眼”套頂

8、榫作用:管腳榫作用:榫插入透眼較深,榫頭很小榫截面較大,能承受主要起定位作用。一定的彎矩與水平推力。套頂榫缺點(diǎn):柱根及柱頂彎矩較大,成為整個構(gòu)架中的薄弱環(huán)節(jié)2臺階與基礎(chǔ)柱浮擱與礎(chǔ)石之上的摩擦隔振作用柱浮擱于礎(chǔ)石之上是我們祖先幾千年前就發(fā)明的最早的隔振裝置。原理:支座能承受一定的水平推力,最大水平反力=柱底與礎(chǔ)石之間摩

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