中国木结构世界文化遗产抗震防灾机理研究

摘要

保护世界文化遗产是我们义不容辞的义务。中国有很多世界文化遗产都是木结构为主的古建筑，如北京的故宫、天坛，武当山的古建筑群，山西的平遥古城等。千百年来，它们能历经各种地震灾害而保持无恙。古建筑木结构良好的抗震性能与它们的构造密切相关：基础要求土质良好、场地平整，基础施工要求分层夯实，材料要求采用灰土，并使用具有一定粘性的“江米汁一层”，在地震作用下可产生水平隔震效果；布局在平面上均匀对称、结构的质心与刚度中心重合，立面上则要求柱根与柱顶石之间、柱头与平板枋(木制圈梁)之间、平板枋与斗棋之间叠加放置，水平地震作用下，彼此间通过滑移产生隔震效果；柱子安装要求“侧角”、“生起”，这些构造不仅使得整个结构重心降低，增加结构的稳定性，而且使柱子抵抗了部分水平地震力，产生了一定的减震效果；粱柱节点采用榫卯连接方式，在地震反复荷载作用下，榫卯节点通过摩擦滑移与挤压变形耗能，减小了结构的地震响应；斗棋则使古建筑上下架构间形成一层犹如弹簧一样的结构层，在水平和竖向地震作用下产生水平滑移隔震和竖向耗能减震的效果；粱架浮搁于斗棋上，形状为宽扁的正放三角形，重心很低，可在地震作用下保持稳定；屋顶厚重，为木构架之间的连接提供足够的摩擦力来抵抗水平地震剪力作用。中国木结构世界文化遗产的这些抗震杌理值得我们去学习和研究。