中國木結(jié)構(gòu)古建筑的結(jié)構(gòu)及其抗震性能研究

前言

　　中國地大物博，歷史悠久，其獨(dú)具特色的木結(jié)構(gòu)古建筑豐富多彩。這種結(jié)構(gòu)系統(tǒng)，自其發(fā)生經(jīng)過繁復(fù)演變，始終保持著統(tǒng)一的結(jié)構(gòu)原則長達(dá)7000年之久，并對(duì)亞洲，尤其是中國周邊國家和地區(qū)建筑的發(fā)展，產(chǎn)生了廣泛而深遠(yuǎn)的影響；在經(jīng)歷了許許多多的地震，以及其他自然災(zāi)害的作用后，很多已有上千年歷史的木結(jié)構(gòu)古建筑仍能保持完好，表明了這種結(jié)構(gòu)體系良好的結(jié)構(gòu)與抗震性能?！　”緯饕獜慕Y(jié)構(gòu)特性與抗震機(jī)制的角度，探討中國木結(jié)構(gòu)古建筑的結(jié)構(gòu)與抗震特性。重點(diǎn)研究了這一系統(tǒng)建筑中最具典型意義的殿堂結(jié)構(gòu)和廳堂結(jié)構(gòu)，從基本的梁、柱構(gòu)件到基本的結(jié)構(gòu)單體——宮殿結(jié)構(gòu)的當(dāng)心間構(gòu)架進(jìn)行了擬靜力的和地震模擬振動(dòng)臺(tái)的模型試驗(yàn)研究；利用科學(xué)計(jì)算軟件，建立相應(yīng)的有限元模型，并進(jìn)行了數(shù)值模擬分析，基本上搞清楚了中國木結(jié)構(gòu)古建筑應(yīng)對(duì)地震作用的方法。　　主導(dǎo)中國古代大木作結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)、施工建造與管理的是一套獨(dú)特的科學(xué)系統(tǒng)，即所謂的“材分°”制度。中國歷代所采用的工程長度計(jì)量單位并不統(tǒng)一，要搞清楚本書中提到的有關(guān)的概念，就不得不對(duì)此有所了解，相關(guān)的內(nèi)容可參閱本書的附錄部分?！　≈袊沤ㄖ慕Y(jié)構(gòu)類型豐富多彩，所承載的歷史的、藝術(shù)的和科學(xué)的內(nèi)涵也異常豐富，本書只就其中的大木作結(jié)構(gòu)類型與特征、結(jié)構(gòu)的抗震機(jī)制與抗震加固方法進(jìn)行了較為系統(tǒng)的研究。對(duì)于其他的結(jié)構(gòu)類型，以及相應(yīng)的諸多問題，沒有涉及?！　∮捎谧髡咚接邢?，書中難免存在疏漏之處，懇請(qǐng)各位讀者批評(píng)指正。

內(nèi)容概要

本書主要論述中國古代大木作建筑的結(jié)構(gòu)與抗震性能。書中探討了中國古代大木作建筑的發(fā)展與演變、結(jié)構(gòu)特征、結(jié)構(gòu)抗震機(jī)制，介紹了從基本的結(jié)構(gòu)構(gòu)件到結(jié)構(gòu)單體的一系列結(jié)構(gòu)靜力、動(dòng)力的模型試驗(yàn)，并對(duì)典型大木作結(jié)構(gòu)中的殿堂和廳堂結(jié)構(gòu)進(jìn)行了動(dòng)力特性的數(shù)值模擬分析，以及對(duì)結(jié)構(gòu)的抗震加固方面也作了較為深入的研究。    本書可供從事古建筑保護(hù)領(lǐng)域研究的工程技術(shù)人員、大專院校的師生，以及對(duì)古建筑領(lǐng)域有興趣的人員參考。

書籍目錄

前言第1章  緒論  1.1  研究的來源與性質(zhì)  1.2  研究的目的與意義  1.3  研究的歷史與現(xiàn)狀  1.4  研究方法  1.5  組織結(jié)構(gòu)  參考文獻(xiàn)第2章  中國古建筑的材料及其結(jié)構(gòu)特性  2.1  引言  2.2  中國古代自然地理環(huán)境因素對(duì)其建筑的影響  2.3  中國古代建筑施用木材的原因  2.4  木材的基本特性  2.5  木結(jié)構(gòu)柱構(gòu)件模型在水平反復(fù)荷載作用下的滯回性能  2.6  結(jié)論  參考文獻(xiàn)第3章  構(gòu)件的榫卯連接方式及其抗震性能  3.1  木結(jié)構(gòu)古建筑構(gòu)件的榫卯連接方式  3.2  大木作結(jié)構(gòu)中榫卯的應(yīng)用  3.3  榫卯節(jié)點(diǎn)的受力行為和破壞狀態(tài)  3.4  結(jié)論  參考文獻(xiàn)第4章  斗棋的結(jié)構(gòu)行為  4.1  斗棋的起源與演變  4.2  斗棋結(jié)構(gòu)靜力與抗震性能的試驗(yàn)研究  參考文獻(xiàn)第5章  雀替·駝峰和隔架的結(jié)構(gòu)作用  5.1  雀替的演變與功能  5.2  駝峰與隔架的功能  5.3  抹角袱的功能  5.4  結(jié)論  參考文獻(xiàn)第6章  中國木結(jié)構(gòu)古建筑結(jié)構(gòu)原則的演變及其性能研究  6.1  木構(gòu)架的起源  6.2  木構(gòu)架的基本類型及其構(gòu)造  6.3  梁架的科學(xué)意義  參考文獻(xiàn)第7章  中國木結(jié)構(gòu)古建筑動(dòng)力特性的試驗(yàn)研究  7.1  概述  7.2  試驗(yàn)控制系統(tǒng)  7.3  中國古建筑大木作結(jié)構(gòu)模型的地震模擬振動(dòng)臺(tái)試驗(yàn)研究  7.4  中國古建筑大木作結(jié)構(gòu)節(jié)點(diǎn)加固模型的地震模擬振動(dòng)臺(tái)試驗(yàn)研究  7.5  結(jié)論  參考文獻(xiàn)第8章  中國古代大木作結(jié)構(gòu)動(dòng)力特性的數(shù)值計(jì)算  8.1  概述  8.2  數(shù)值計(jì)算模型的建立  8.3  結(jié)構(gòu)體系的動(dòng)力方程  8.4  結(jié)構(gòu)振動(dòng)的模態(tài)分析  8.5  計(jì)算結(jié)果  8.6  中國古代典型大木作一殿堂與廳堂——結(jié)構(gòu)的動(dòng)力性能  8.7  結(jié)論  參考文獻(xiàn)附錄1  關(guān)于“材、分”制度的說明附錄2  中國歷代的長度單位與公制的關(guān)系后記

章節(jié)摘錄

　　第3章 構(gòu)件的榫卯連接方式及其抗震性能　　中國木結(jié)構(gòu)古建筑之所以能保存數(shù)百年甚至千年以上，其間又經(jīng)歷了大大小小許多地震的考驗(yàn)，仍能挺然直立，證明了其具有良好的抗震性能。日本大正十二年（1910年）大地震，用西方建筑技能蓋起來的建筑物大多傾圮，而依據(jù)中國建筑之營造原則蓋起的建筑物卻幾乎沒有倒塌這一現(xiàn)象，當(dāng)時(shí)曾引起日本專家的注意。據(jù)說他們研究發(fā)現(xiàn)中國系的建筑中有一種“柔構(gòu)”技能。之所以如此，全在于中國建筑的結(jié)構(gòu)構(gòu)件之間特殊的榫卯連接方式。本章擬就中國木結(jié)構(gòu)古建筑構(gòu)件之間的榫卯連接方式及其減震耗能特性加以研究?！　?.1 木結(jié)構(gòu)古建筑構(gòu)件的榫卯連接方式　　依據(jù)考古發(fā)掘的結(jié)果，絕大多數(shù)原始社會(huì)建筑遺址中木構(gòu)件的結(jié)合，均采用綁扎方式（圖2.3）。迄今發(fā)現(xiàn)的最早以榫卯節(jié)點(diǎn)進(jìn)行構(gòu)件連接的實(shí)例，為約七千年前浙江余姚河姆渡文化遺址的木結(jié)構(gòu)榫卯構(gòu)件，它們大到柱、梁、枋、板、小至欄桿的木楞，都無一例外地采用了這種先進(jìn)且密合的連接方式。另外，河姆渡所出土的木構(gòu)件多經(jīng)重復(fù)利用，晚期建筑常常利用早期廢屋的舊料。除直接利用原構(gòu)件外，更多的是將廢舊構(gòu)件截割使用，如將枋改作樁木，柱改作梁、枋，圓柱或較大的方料縱剖成板材。許多地板就是用廢梁、柱加工制作的。歸納當(dāng)時(shí)榫卯類型，大抵有如下幾種：平身柱兩側(cè)插梁的榫卯，轉(zhuǎn)角柱直角插梁的榫卯，柱頭與梁相接的榫及柱腳與地梁（地板龍骨）相接的榫，直欞欄桿榫卯，企口板榫卯（圖3.1）。

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