秋風(fēng)樓頂層懸柱的抗震問題初探.pdf

1、建筑文化是我國古代文化中一個重要的組成部分，而木結(jié)構(gòu)建筑是我國古代建筑中主要的建筑形態(tài)，在我國傳統(tǒng)文化中占有很重要的地位。人類自古以來就頻繁受到地震災(zāi)害的破壞，而我國又是世界上地震發(fā)生較多的國家之一。盡管如此，我國很多年代久遠(yuǎn)的古建筑都在災(zāi)害中完整地保存了下來，這使得古代木結(jié)構(gòu)建筑抗震性能的研究受到人們的關(guān)注。
　　長期以來，國內(nèi)外許多學(xué)者都對木結(jié)構(gòu)古建筑進(jìn)行了大量的研究。尤其是到了現(xiàn)代，耗能減震和結(jié)構(gòu)抗震控制理論的發(fā)展，使人們能

2、從一個全新的角度并使用新的研究方法來探討古建筑中所使用的抗震技術(shù)。對古代木結(jié)構(gòu)的建筑結(jié)構(gòu)和抗震性能的研究，除了具有非常重要的理論成果意義，可以為現(xiàn)代的結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計提供借鑒和研究思路外，更重要的是能為古建筑的搶險、加固、修復(fù)等保護(hù)工程提供可靠的依據(jù)。
　　本文在介紹山西省萬榮縣后土祠的地理位置、歷史變遷和后土文化等相關(guān)背景的基礎(chǔ)上，對祠內(nèi)的清代磚木結(jié)構(gòu)建筑——秋風(fēng)樓的歷史演變和建筑結(jié)構(gòu)進(jìn)行了介紹，并探討了其頂層懸柱結(jié)構(gòu)為達(dá)到抗震目的

3、而被設(shè)計的依據(jù)?？疾旖Y(jié)果表明，由于秋風(fēng)樓位于地震活動頻繁且震級較強(qiáng)的涇渭地震帶上，所處位置的大風(fēng)災(zāi)害也比較嚴(yán)重，并且與同時期建筑相比屬于高層建筑，因此利用獨(dú)特的懸柱結(jié)構(gòu)起到抗風(fēng)減震的作用成為可能。在此基礎(chǔ)上，文章對懸柱的抗震作用從整體上進(jìn)行了簡要的分析，并著重從理論上和軟件分析上對懸柱的抗震作用進(jìn)行了研究。
　　文章認(rèn)為，理論上懸柱結(jié)構(gòu)的作用分為以下幾個方面:支撐結(jié)構(gòu)可以增加屋頂?shù)膭偠?，使第三層結(jié)構(gòu)更加穩(wěn)定;懸柱的存在降低了第三層

4、的重心位置，增加結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，并使屋頂對下部結(jié)構(gòu)的壓力進(jìn)一步增大，增強(qiáng)下部結(jié)構(gòu)構(gòu)件之間咬合的程度;懸柱在八個方向與支撐桿件的榫卯連接結(jié)構(gòu)可以通過摩擦耗能和變形的方式消耗地震能量;懸柱可以利用類似于擺式阻尼器的減震原理，通過對整體結(jié)構(gòu)在擺動時產(chǎn)生的反作用力來減震。對懸柱結(jié)構(gòu)軟件模擬的計算結(jié)果表明，懸柱的存在能對所模擬結(jié)構(gòu)的地震反應(yīng)產(chǎn)生影響，當(dāng)輸入地震加速度較小時，懸柱對結(jié)構(gòu)的抗震作用不很明顯;當(dāng)輸入的地震加速度較大時，懸柱對結(jié)構(gòu)的抗震作用明