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以柔克刚:中国传统木结构建筑抗震设计

    与西方砖石结构建筑的“以刚克刚”不同,中国传统的木结构建筑在抵抗地震冲击力时,采用的是“以柔克刚”的思维,通过种种巧妙的措施,其目标是以最小的代价,将强大的自然破坏力消弥至最小程度。 


    ↗ 2006年1月我国著名木结构专家樊承谋教授在我国第一个木结构专业委员会成立大会上作《木结构在我国的发展前景》的学术报告。

    中国古代建筑一般由台基、梁架、屋顶构成,高等级的建筑在屋顶和梁柱之间还有一个斗栱层。中国古代建筑的台基用现代结构语言描述,堪称“整体浮筏式基础”,好比是一艘大船载着建筑漂浮在地震形成的“惊涛骇浪”中,能够有效地避免建筑的基础被剪切破坏,减少地震波对上部建筑的冲击。中国传统建筑的梁架一般采用抬梁式构造,在构架的垂直方向上,形成下大上小的结构形状,实践证明这种构造方式具有较好的抗震性能。优雅的大屋顶是中国古代传统建筑最突出的形象特征之一,而且对提高建筑的抗震能力也做出过相当的贡献。形成大屋顶(尤其是庑殿顶、歇山顶等)需要复杂结构和大量构件,大大增加了屋顶乃至整个构架的整体性;庞大的屋顶以其自重压在柱网上,也提高了构架的稳定性。 


    ↗ 柔性的框架结构:墙倒屋不塌 

    中华民族不但自文明伊始就睿智地选择了木材等有机材料作为结构主材,而且发展形成了世界上历史最悠久、持续时间最长、技术成熟度最高的结构体系—柔性的框架体系。我国木结构技术迄今至少已有近7000年的历史。中国的传统木结构,具有框架结构的种种优越性,如“墙倒屋不塌”的功效,但其柔性的连接,又使得它具有相当的弹性和一定程度的自我恢复能力。
    在汶川大地震中,许多文物建筑的墙体均不同程度地受损,但主体结构仍未倒塌,就是这种柔性框架结构抗震能力的表现。 


    ↗ 整体浮筏式基础、斗栱、榫卯:抗击地震的关键 

    我国古代很少建造平面复杂的建筑,主要采用长宽比小于2:1的矩形。规则的平面形态和结构布局有利于抗震。传统建筑往往是中间的一间(当心间)最大,两侧的次间、梢间等依次缩小面宽,这样的设计非常有利于抵抗地震的扭矩。 


    ↗ 应县木塔:中国古代木结构建筑抗震设计经典案例 

    除了这些较显著的手法外,中国古代传统建筑中还使用了大量的其他技术措施,这些措施是古建筑抗震的关键。比如榫卯的使用:榫卯是极为精巧的发明,我们的祖先早在7000年前就开始使用,这种不用钉子的构件连接方式,使得中国传统的木结构成为超越了当代建筑排架、框架或者刚架的特殊柔性结构体,不但可以承受较大的荷载,而且允许产生一定的变形,在地震荷载下通过变形吸收一定的地震能量,减小结构的地震响应。
    (摘自:地震敲响警钟 世界抗震建筑一览 http://news.zhulong.com/read123860_3.htm


         ↗  木结构“末代皇帝”:樊承谋教授

    樊承谋教授,1926年生于温州。1949年毕业于厦门大学土木系。1950年入哈尔滨工业大学研究生班,学完俄语之后,师从哈工大原苏联专家组组长卡冈教授从事木结构研究。
    长期以来,樊承谋教授从事木结构及纤维混凝土的教学与科研,发表论文100多篇。曾任原哈尔滨建筑工程学院教务处处长、建筑材料系主任等职。现任哈工大土木工程学院教授、博士生导师,国际标准化组织木结构技术委员会中国常驻代表、全国木材及复合材料结构标准技术委员会副主任等职。2006年1月我国第一个木结构专业委员会在哈工大土木学院成立。
    他曾主编《木结构》等高等学校试用教材,主编国家标准《木结构工程施工质量验收规范》GB50206—2002、主编中国工程建筑标准化标准《钢纤维混凝土试验方法》、主编建筑工业行业产品标准《建筑用竹材物理力学性质试验方法》等。出版的专着有《木结构工程》、《钢纤维混凝土应用技术》、《现代木结构》、《木结构基本原理》等。
    樊承谋在木结构的教学、科研长期处于停顿状态的大环境下,始终坚持对木结构的关注和研究,被誉为我国木结构的“末代皇帝”。

    资料:把餐桌改成地震庇护所
    http://www.far2000.com/information/media/20110315/03152600M2011.html

    最近地震频发,首先为云南盈江县的人民祈福!其次对日本的受强震和海啸影响的人们表示同情。
    下面这个小设计来自纽约的Arias Architecture,设计的灵感来自于海地地震中在废墟里度过多日幸存下来的人以及没有等到救援到来便逝去的人们。
    设计通过对一般餐桌的桌腿和横梁的改装使其成为一个有效地地震庇护所,方案由两个关键步骤组成: 
    1.一个可手工调整的对角线支撑的机械构造。
    2 .一个安装在桌子下面的求生医药箱,里面放有一些震后求生用的必备物品。
    在地震中餐桌下是房间中相对较安全的地方,但是餐桌自身的桌腿和横梁并不能很好的适应地震带来的震动。这一矛盾由改装的机械构造可以得到解决,这一改进可以很大的提高地震中人们的生还几率。有精力的朋友们不妨试一试,做到有备无患,也许在地震来临时它真能成为一个有效地避难所。
 

 

 

 

 

     

 

  

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  • quote 1.林子扬
  • 假设没有空气呢?价钱是否平民买得起呢?大概可维持几久?
  • 2011-3-31 13:49:09 回复该留言

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