宋《營造法式》殿堂構架地震作用下彈性抗側移剛度研究.pdf

1、中國古代木構架房屋具有良好的抗震性能，其中凝結了長達數千年間古代的建筑工程經驗與智慧。這種“干架”結構有別于現代剛接桿系結構，其結構受力分析尚不能直接套用現代框架結構計算方法。已有的研究，通過縮尺模型試驗，回歸分析，擬合出類似于現代鋼筋混凝土框架結構的動力學方程，尚未能揭示出符合古代設計思想及技術水平的基本原理。從古代房屋結構的設計、建造方法入手，探尋其本源的科學原理，一方面可以為古代建筑的安全性能評價找到一般性的方法，另一方面，古為今

2、用，可以為現代工程建設帶來新的啟迪。
　　本文在深入研讀《營造法式》的基礎上，對古代殿堂結構的構造做法、結構特性進行分析歸納，重點關注:木柱與石礎的平面直頂連接，柱與額枋的榫卯連接，柱架的“側腳”及“生起”以及枓栱鋪作的傳力特性。同時研究“多剛體——干架”結構的動力方程，并通過理論解析，得出了柱額榫卯柱架的彈性抗側移剛度與枓栱的彈性抗側移剛度。
　　研究發(fā)現，柱架的彈性側移變形包括柱與額枋所形成的門式剛架的彈性變形，榫頸的彎

3、折變形，柱架層具有很大幅度的滑動位移，包括柱腳平面摩擦滑移，榫卯間隙滑移;結合已有試驗，在較大地震作用下，結構彈性變形占全部位移振幅的14％左右，其余約86％的位移主要為柱腳滑移與干架構件間的縫隙擠進張合。
　　鋪作層數是殿堂構架鋪作層用于控制側移變形以及對大屋蓋進行隔震、消能的主要手段，枓栱由四鋪作（一層）增至五鋪作（兩層），鋪作層抗側移剛度明顯減小，同時可控的轉動側移幅度增大;而由七鋪作（四層）增至八鋪作（五層）剛度減小已不明