秋風(fēng)樓頂層懸柱的抗震問題初探.pdf

1、建筑文化是我國(guó)古代文化中一個(gè)重要的組成部分，而木結(jié)構(gòu)建筑是我國(guó)古代建筑中主要的建筑形態(tài)，在我國(guó)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(guó)又是世界上地震發(fā)生較多的國(guó)家之一。盡管如此，我國(guó)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(zhǎng)期以來，國(guó)內(nèi)外許多學(xué)者都對(duì)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(gè)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(duì)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(jì)提供借鑒和研究思路外，更重要的是能為古建筑的搶險(xiǎn)、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(wàn)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(duì)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(jì)的依據(jù)?？疾旖Y(jié)果表明，由于秋風(fēng)樓位于地震活動(dòng)頻繁且震級(jí)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(shí)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(duì)懸柱的抗震作用從整體上進(jìn)行了簡(jiǎn)要的分析，并著重從理論上和軟件分析上對(duì)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(gè)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(duì)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(gè)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(duì)整體結(jié)構(gòu)在擺動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的反作用力來減震。對(duì)懸柱結(jié)構(gòu)軟件模擬的計(jì)算結(jié)果表明，懸柱的存在能對(duì)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(shí)，懸柱對(duì)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(shí)，懸柱對(duì)結(jié)構(gòu)的抗震作用明