古代木結構建筑里的減隔震技術
木材作為一種重量輕、機械性能好的建筑材料,在外力作用下更容易適應,但在一定程度上具有恢復原始形狀的能力。中華民族不僅從文明開始就明智地選擇了木材作為主要結構材料,而且發展形成了世界上歷史最悠久、持續時間最長、技術成熟度最高的結構體系。
中國古代木結構建筑給人們帶來的宏偉、壯麗、浪漫的氛圍完全取決于其獨特的結構形式。中國的木結構建筑也已成為世界公認的三大建筑體系之一。雖然有相當多的古代建筑經歷了數百年或數千年的風雨和地震災難,但它們仍然像以前一樣直立,甚至完好無損。那么,中國木結構建筑中的隔震魔法是什么呢?
技術1:垂直多層隔震:
中國古代建筑一般由臺灣基礎、梁架和屋頂組成。臺灣基礎就像一艘載著建筑物漂浮在地震形成的風暴中的大船,可以有效地避免建筑物基礎的剪切和損壞,減少地震波對上部建筑的影響。
梁框架一般采用吊梁結構,在框架的垂直方向上形成大大小小的結構形狀。實踐證明,該結構具有良好的抗震性能。優雅的大屋頂是中國古代傳統建筑最突出的形象特征之一,也有助于提高建筑的抗震能力。大屋頂的形成需要復雜的結構和大量的部件,這大大提高了屋頂甚至整個框架的完整性。
技術二:斗拱減震
斗拱是中國古代建筑抗震的又一重要減震構件,起著變形消能的作用。地震發生時,屋頂與柱之間的幾組內外檐斗拱像彈簧層一樣起著變形消能的作用,大大降低了建筑物的破壞程度。
歷史上,許多帶斗拱的建筑都能抵御強烈的地震。位于山西省應縣西北佛宮寺的應縣木塔,建于1056年。塔內有54種斗拱,所有結構節點均具有消能功能和鉚榫結合。應縣木塔位于大同盆地震帶,建成近千年,經歷了多次地震試驗。據史書記載,木塔建成200多年后,當地發生了6.5級地震,余震連續七天。木塔附近的房子都倒塌了,只有木塔一動不動。當代建筑設計旨在抵抗9度地震,而中國古代的木結構建筑基本上可以滿足這一要求。
隨著城市化進程的不斷推進,傳統木結構建筑逐漸退出歷史舞臺。建筑越來越高,人們對建筑抗震的要求越來越高,對建筑隔震產品的需求也越來越大。隨著科學技術的發展,我們可以以更準確的計算、更精致的設計和更精致的布局護送我們的建筑安全。
然而,當我們回顧過去時,我們隱約注意到,現代科技下蓬勃發展的建筑減震技術受到了中國古代木結構建筑文化的啟發。這種因天時地利、以柔克剛的減震工藝,以最低的成本,將強大的自然破壞力消除到最低。這也是每一個研究結構智能減震技術、致力于建筑減震產品研發的企業的初衷。
中國古代木結構建筑是在天人合一的宇宙觀和中國傳統文化的滋養下產生的,具有迷人的東方特色和東方智慧。到目前為止,這些木結構建筑對我們的建筑隔震企業技術創新仍具有參考意義,是我們必須繼承和發揚的寶貴財富。