木结构建筑抗震研究

木结构建筑重量轻，延性好，吸能 能力强，具有良好的抗震性能。全世 界最近的地震研究表明，现代木结构 建筑比任何形式的建筑抗震性能都要 好。 • 木结构房屋是地震多发地区较适 合的一种建筑形式。
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• 国内木结构建筑的抗震应用和研究
现状
• 木结构建筑的抗震原理
• 我国木结构古建筑典型抗震例子
• 以日本为例如何提高木结构建筑在 地震中的抗震性能
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许多科研单位的研究人员对木结构抗震方面 做了大量的研究。 • 俞茂宏，赵军海和方东平，在美国发表了 关于西安钟楼动力特性和抗震性能的论文，这 论文是中国古建筑木结构较早的研究成果之一。 • 俞茂宏，张学彬和方东平，通过材料的结 构模型动力和静力试验、现场脉动试验、地基 加固土的三轴试验和计算机结构分析等现代科 学方法，对西安北城门箭楼的不均匀沉陷引起 的柱倾墙裂险情、箭楼结构动力特性和抗震性 能等进行了系统地研究，取得了许多有价值的 成果，成功地完成了抢险加固。
西安建筑科技大学王崇昌教授在《试论中国 古建筑抗震机理》一文中，提出古建筑可以依 靠柱根滑移和转动起到隔震和消振的作用。并 对木构古建筑抗震分析方法、计算简图等作了 讨论，为我们今天的古建筑抗震机理进一步研 究作了一个良好的开端。 • 薛建阳、张鹏程、赵鸿铁，在对古建木结 构基本构成及其营造工艺广泛调研的基础上， 总结了其中所蕴含的朴素的抗震思想，通过殿 堂结构的地震反应分析，对古建筑营造法则的 有关条例从抗震角度给予了新的解释结果表明 古建木结构具有良好的抗震和消震性能。
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木结构建筑的抗震原理
• 中国古代木结构建筑的特点：采用柱架体 系，柱梁为承重骨架，与维护结构分开。 • 平面按照方形或矩形形成柱网，在柱子中 间按照使用要求来布置墙体或安装门窗、格扇 等。采用梁架支撑大屋顶。 • 在梁架和柱架之间有铺作层，也称之为斗 拱。它的构造复杂，在整体结构中，可以承担 竖向力，起着承上启下的作用。在地震力或动 力作用下，由于其各铺作层间允许有一定的水 平位移，在变形中可以吸收一定的能量，起到 减震的作用。
木结构建筑的抗震原理
• 在构造上，各节点使用榫卯结合，榫卯可 以使千百件独立、松散的构件紧密的结合为一 个完整的结构体一符合使用要求和设计要求的， 具有承受各种荷载能力的完整结构体。 • 榫卯节点的连接方式有很多种类。加之木 材本身也有一定的弹性，使其具有很好的抗震 性能。
我国木结构古建筑典型抗震例子
• 不断完善的建筑法律 • 每次日本发生特大地震后，国土交通省都会组 织力量进行建筑抗震调查，根据调查结果提出对 《建筑基准法》的修改意见。 • 早在1923年关东大地震之后，日本就制定法律， 要求建造房屋时必须计算防震程度，1995年颁布了 建筑防震标准——《建筑基准法》。《基准法》规 定，高层建筑必须能够抵御里氏7级以上的强烈地震。 一个建筑工程为获得开工许可，除了设计、施工图 纸等文件外，还必须提交建筑抗震报告书。 • 抗震报告书的主要内容包括，根据地震的不同 强度，计算不同的建筑结构在地震中的受力大小， 进而确定建筑的梁柱位置、承重以及施工中钢筋、 混凝土的规格和配比。
山西应县木塔
辽宁义县奉国寺
以日本为例如何提高 木结构建筑在地震中的抗震性能
• 1.地基与地震隔绝术 • 日本在构筑高层建筑物的基础中普遍采用“地 基地震隔绝”技术，在建筑物底部安装橡胶弹性垫 或摩擦滑动承重座等抗震缓冲装置。 • 日本建筑在选材上也格外讲究，比如在欧洲和 中国经常被当作主要建筑材料的砖瓦，现在在日本 建筑上几乎已经找不到踪影。“1923年的关东大地 震证明砖结构房屋不抗震。从那以后开始，砖结构 建筑在日本几乎不再被使用，取而代之的是辅以轻 型墙面材料的钢筋混凝土结构。”建筑业专家认为， 这种结构的建筑既安全抗震，又节省能源。 • 另一方面，为了提高传统木结构房屋的抗震能 力，日本最普通的民宅也是箱体设计，地震灾害发 生时房屋可以整体翻滚而不损毁；在专业技术人员 对民房进行抗震加固等级评定基础上，政府给予居 民适当的补贴鼓励抗震加固。
美国加州地处强地震带，当地法律对建筑 物的防震要求很高。防震性能突出的木结构房 屋成为加州最普遍的建筑，其公立学校的建筑 80%为木框架建筑。
• 在5· 12汶川大地震中，几十栋轻型木结构 建筑经受住了强震的考验，在重灾区都江堰屹 立不倒，与灾区其他地方瓦砾遍地的景象形成 鲜明对比。
国内木结构建筑抗震研究现状
高抗震的轻钢结构及木结构建筑
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国内外木结构建筑
抗震研究现状
林业工程11 俞佳燕 201110Hale Waihona Puke Baidu012019
人类所面临的各种自然灾害中，地震是破坏力 最大的，是至今仍然无法明确预测的自然灾害。 地震不仅导致大量的建筑物倒塌，而且会引起社 会恐慌以及人的精神和身体障碍。 据不完全统计，全世界每年死于地震中的人 数达数万人，而导致的财产损失达数千亿美元， 地震的危害遍及全球。