木结构建筑在中国的过去、现在及未来(一)
2015.07.21来源:浏览:4296
中国木结构建筑——过去篇
1、中国古代木结构建筑形式及特点
古代中国木材资源很丰富,木结构技术伴随着文明的进步得到了广泛的应用和发展,木结构建筑成为中国建筑史上最主要的建筑形式,并形成独特的建筑风格。中国古代木结构建筑体系大致有如下四种形式:
1)抬梁式
应用非常广泛,优点是室内少柱或者无柱,可获得较大的室内空间;缺点是梁柱用材较大,消耗木材较多。
2)穿斗式
这种结构形式在我国南方地区使用普遍。优点是用料少,山面挡风好,缺点是室内柱密不开阔。
3)井干式
用原木或者半原木堆叠成墙壁来承重,木材消耗量大,建筑物的开间和进深受木材长度的限制,仅在林区采用。
4)干栏式
下层架空,上层铺木板。优点是对防潮和通风和有利,在我国炎热、潮湿地区应用普遍。
2、木结构建筑的力学分析
中国古代的木结构建筑的特点是采用柱架体系,木构柱梁为承重骨架;平面按矩形或方形形成柱网,在柱中间安装门体或者门窗,格扇等;采用梁架支撑大屋顶,在梁架和柱架之间有斗拱,起到过渡作用。
中国古建筑的结构平面布置采用对称的几何形状,这种布置使结构的质量中心与刚度中心重合,可以避免水平荷载作用下产生扭转。建筑的立面也遵循同样的的设计理念,同时建筑物通常选择低而宽的稳重形式。结构中最重要的斗拱,横向作为梁的支座,承担着支撑上部结构,构造连接,空间过度的功能。斗拱在出现层间滑移前有侧移变形,是抗侧力构件,有抗侧移刚度。斗拱通过以柱子中心两侧对称外伸的小梁逐层层叠和展开,将上部荷载集中到柱子中心,这样可以最大限度发挥木柱的抗压承载力。斗拱水平抗侧移主要通过摩擦力提供,它在受荷载后能够自动锁紧,在地震时,斗拱的弹性变形能力能吸收很大的地震能量。台基是中国木结构建筑特有部分,高出地面2~5m,是上部结构的基础。台基可以看做是刚度分层的地木桩搁置在水平的基石上,并不嵌固,上部主体与基础自然断开,基础对柱脚提供竖向支撑和一定限量的水平摩擦力。柱子与基础的连接可以简化为铰支座。中国古代木结构建筑整体具有很好的抗震性能,是美学与力学的优秀结合体。
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