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78 四川建筑科学研究 S i c h u a n Bu i l d i n g S c i e n c e 第3 6卷第 4期 2 0 1 0 年 8月 中国古建筑的结构与受力性能 吴二军， 王建永 河海大学土木工程学院， 江苏 南京2 1 0 0 9 8 摘要 中国古代建筑在建筑艺术和技术上取得了卓越的成就， 但系统探讨建筑结构的研究很少。通过大量的文献资料， 对 中国古建筑的结构材料及其力学性能、 结构类型、 结构构造以及地基处理、 夯土、 隔震等施工技术问题， 进行了较为系统的探 讨， 可以为中国古建筑的保护和现代建筑的设计提供参考。 关键词 中国古建筑； 结构材料； 建筑结构； 结构构造； 施工技术 中图分类号 T U 3 1 1 ． 2 文献标识码 B 文章编号 1 0 0 81 9 3 3 2 0 1 0 0 4 0 7 8- 0 6 0 引 言 中国是世界 四大文明古国， 历史源远流长。中 国建筑在数千年人类文明发展史 中形成了自己独特 的艺术风格和高超的建筑技术， 创造了世界建筑史 上一个个奇迹。许多国内外学者对中国的古建筑进 行了大量的研究 ， 得到了许多有价值的研究成果 ， 这 对 目前我国古建筑的文物保护和现代建筑融合 民族 传统具有重要意义。然而， 由于研究者多为建筑学 专家， 绝大多数研究成果都集中在建筑艺术、 建筑风 格及其与中国历史文化特点 的联系上 ， 几乎没有学 者对古建筑结构进行系统的研究。另一方面， 尽管 中国古建筑在建筑艺术和建筑技术上都取得了卓越 的成就 ， 由于我国古代的社会历史原因， 没有形成系 统的结构设计理论 ， 造成中国建筑技术在明清以后， 逐渐落后了。中国古代仅有的建筑典籍， 如宋代 营造法式 、 明代 园冶 、 清代 工部工程做法则 表 1 中国古建筑结构材料应用范 围 例 、 清末 营造法原 等， 只是系统地规定了建筑的 形制和具体构造， 关于结构安全方面的论述 ， 如凤毛 麟角。我国幅员辽阔， 全 国各地遗留下来相 当数量 的具有保存价值的古建筑， 为了更好地保护它们， 进 行古建筑结构的系统研究是十分必要的。 1 中国古建筑的结构材料 1 ． 1 中国古建筑结构材料的种类和应用范围 中国古建筑材料随着社会 的发展和技术的进步 逐渐丰富。其中， 结构材料的使用主要受两个因素 的影响 一是便于就地取材 ， 利用 自然材料； 二是建 筑材料生产技术的进步。因此， 中国古建筑的结构 材料从取材来源来分， 可分为两大类 一类是天然材 料， 包括木材、 竹材、 石材、 夯土、 土坯、 藤索类； 第二 类是人工材料， 包括粘土砖和金属材料 ， 其中金属材 料主要是铁。各类建筑结构材料在我国古建筑中的 应用范围， 见表 1 。 各种材料在古建筑主体结构 中除单一使用外 ， 还多见混合使用， 形成砖木、 砖石等混合结构。 收稿 日期 2 0 0 9 -0 1 ． 1 6 作者简介 吴二军 1 9 7 2一 ， 男 ， 河北顺平 人 ， 博 士， 副教授 ， 研究 方 向为钢 筋混凝土结构、 建筑物 的加固改造 。 Ema i l w e j h h u ． e d u ． c n 古代砖石结构中， 砌筑时的灰浆多采用石灰浆、 黄土泥浆或二者混合使用。为增加粘结性能， 有时 在灰浆中掺人糯米汤、 麻刀或牡蛎壳粉等。 1 ． 2 中国古建筑结构材料的性能 1 ． 2 ． 1 木材 的受 力性 能 中国古建筑修建 时， 多就地取材 ， 因此， 采用 的 树木种类繁多 ， 其中最常用的有松、 楠 、 柏、 杉和毛 白 2 0 1 0N o ． 4 吴二军， 等 中国古建筑的结构与受力性能 7 9 杨。 古建筑 木结构维护 与加固技术规 范 编 写组 进行了云杉 、 柏木和落叶松的古建筑木材 的性能试 表 2 古建筑 中木材的性能 验 ， 主要力学性能见表 2 。 日本对古建筑 中的木材 材性也进行了试验研究 ， 结果也列于表 2中。 注 表 中空缺数据为未测试指标 。 通过将古建筑 中的木材和现在同类木材性能相 比， 尽管经历了数百年 ， 其主要强度指标下降不超过 3 0％ 。 1 ． 2． 2石 材 石材性能稳定、 强度高， 工程应用中几乎没有因 为石材强度不足而造成建筑物的破坏。古代建筑中 常用 的石材有汉 白玉、 青 砂石、 青 白石 、 紫石、 花斑 石、 花岗岩和大理石等 。排除风化因素外 ， 石材 的力 学性能主要和岩石种类 、 产地有关 ， 使用时间的影响 相对较小， 现代石材和古代石材性能基本不变。目 前我国桥涵中所用 的石料标号为 2 5号 ～1 0 0号 ， 该 标号是以边长为2 0 c m的含水饱和立方体试件的极 限抗压强度 M P a 确定 的 J 。 1 ． 2 ． 3夯 土和 土坯 夯土版筑是我国古代土工建筑技术史上 的重要 成就之一。材料主要采用红土、 黄土等粘性土， 采用 木杵、 石杵或铁杵分层夯实。不同工程每层土夯实 后厚度不 同， 一般在 3～2 1 c m范围内， 最 常用的在 1 0 c m左右 J 。夯土多用于筑墙和高台建筑。 根据夯土建筑采用 的夯锤重量和落距 ， 采用现 行地基处理方法进行估算 ， 夯土的材料强度可达到 0 ． 5 N／ mm 以上 。 土坯制造技术早在 氏族 公社 时代就已发 明， 主 要种类 有 四种 手 模 坯 、 杵 打坯 、 水 制 坯 和 垡 子 坯 J 。土坯的尺寸规格大小不一 ， 较大的如周朝 的 土坯 4 7 c m X 1 7 c m X 7 ． 5 c m， 小尺寸土坯则达到 2 4 c m1 8 c m X 5 c m。土坯的强度未见有相关试验数 据 ， 根据夯打过程估计杵 打坯强度 在 1～2 N ／ m m 以上 。 土坯建筑防雨水冲刷能力差， 因此， 土坯墙体外 通常抹白灰泥层加以保护。为了提高土坯的强度， 土坯中还采用了加筋 加入茅草等 技术。 1 ． 2 ． 4砖 砖是 中国建筑史上最重要的建筑材料之一 ， 最 早 出现在西周时期 ， 汉代得 到了大规模 的使用 ] 。 经过数千年的发展 ， 我 国的砖烧制技术 和砌筑技术 均达到了很高的水平 。 古代砖的种类包括普通粘土砖、 陶砖和琉璃砖。 形状也多种多样， 有方砖、 条形砖、 楔形砖、 空心砖和 带子母榫 便于相临两砖连接 的砖。此外 ， 还有主 要用于装饰用的花砖。按颜色分 ， 则有黑城砖、 白城 砖、 青砖和红砖。 古代砖 的尺寸规格并不统一 ， 张驭寰 - 3 统计 了 部分宋代塔砖尺寸 ， 见表 3 。龙庆忠教 授文章 中介 绍了在开封铁塔 中的灰砖和琉璃砖尺寸分别为 4 l c m X 2 1 c m 7 e m， 3 5 c m X 2 2 c m 6 c m； 唐代广州 怀圣光塔寺塔砖为 2 3 e m9 c m X 6 c m 5 ； 罗哲文 录自 工程做法则例 中规定的城砖尺寸为 l 5寸 X 7 ． 5寸 4寸 ， 约相当于4 5 c m 2 2 ． 5 c m X 1 2 c m- 6 j 。 表 3 部分 古砖的尺寸 关于我国古砖强度的研究资料较少， 开封铁塔 寺中灰塔砖 的抗压强度为 2 ． 2 N ／ m m ， 铁色琉璃砖 的强度为 1 1 2 ． 2 N ／ m m [ 引。 2 中国古建筑的结构类型和性能 2 ． 1 框架和桁架 2 ． 1 ． 1 木 构 架的 结构形 式 中国古建筑中， 创造性地使用了多种结构形式 ， 最具有代表性 的是木构架房屋。 中国古代木构架有抬梁、 穿斗、 井干三种不 同的 结构方式 』 。抬梁 式是在立柱 上架梁 ， 梁上又抬 梁， 所以称为“ 抬梁式” 。宫殿、 坛庙、 寺院等大型建 筑物 中常采用这种结构方式 。穿斗式是用穿枋把一 排排的柱子穿连起来成为排架 ， 然后用枋、 檩斗接而 成， 故称作穿斗式 。多用 于民居 和较小 的建筑 物。 8 0 四川建筑科学研究 第 3 6卷 井干式是用木材交叉堆叠而成的， 因其所围成的空 问似井而得名 。这种结构 比较原始简单 ， 现在 除少 数森林地区外， 已很少使用。三种结构形式如图 1 所示。 、 a 抬粱式 b 穿斗式 c 井干式 图 1 木构架的形式 2 ． 1 ． 2 中国古代木构架的受力简图 为确定木构架的计算模型， 必须确定两个问题 一 是构件类型； 二是构件连接方式。 在三种木构架结构房屋中， 抬梁式木构架应用 范围最广。以殿堂建筑为例， 抬梁式木构架整体结 构分为三部分 台基、 墙柱结构和屋架。墙体多为维 护用非承重墙 。柱下为石镜 北方 或磉墩 南方 ， 不考虑水平地震作用时， 柱根不发生位移， 简化为铰 接。当在水平地震作用下 ， 柱根在石墩表面产生水 平滑移 ， 受力分析时看成滑移隔震支座。上部结构 的结构构件有梁、 柱、 枋、 檩、 椽、 斗拱组成。构件之 问用卯榫连接 ， 连接方式为 梁支撑于柱端 ， 柱顶榫 伸入斗拱或梁端， 枋两端榫伸人柱端卯 口， 瓜柱上下 端分别卯人上下架梁中， 斗拱则平放在柱顶 ， 梁放在 斗拱上。脊檩放人脊瓜柱顶的凹 口内， 其他檩放于 梁端的凹口内， 为加以固定 ， 多用铁钉连接。木结构 榫卯连接结点既不是刚结点 ， 也不是铰结点 ， 通常认 为是半刚性结点 J 。受力分析时， 结点位置处引入 半刚度单元 ， 对抗弯刚度进行折减， 折减系数则建议 通过实际测试确定 。文献 [ 9 ] 通过试验 证明， 木结 构榫卯结点具有明显的弹性特征 ， 因此本文作者认 为， 受力简图仍取刚结， 但应对结点的抗弯刚度进行 折减 ， 折减系数根据榫卯尺寸与杆件尺寸的 比值确 定。当杆件受到拉力时， 榫卯结点 的连接力完全 由 榫和卯口间的摩擦力抵抗， 数值较小， 可忽略。因 此 ， 主体结构计算简图为木框架结构。 对于屋顶结构 ， 檩和瓜柱连接可视为铰结点 ， 则 屋顶成为桁架结构 。 穿斗式柱与横梁的连接较弱， 简化为铰结点 ， 构 架可按木排架结构进行分析。 2 ． 1 ． 3 木构架结构的力学性能 中国古代木构架房屋一般纵横对称 ， 且长宽 比 较小 ， 高度较低 ， 形成 了质量 刚度都比较均匀、 受力 性能 良好的空间结构体系。 由于木材具有 良好 的弹性和变形能力 ， 榫卯结 点局部滑移具有耗 能能力， 因此具有 良好 的抗震性 能。但在多次反复荷载作用下 ， 可能造成榫卯结点 脱卯 ， 使结构产生破坏。 井干式房屋的墙体根据木杆的方向分为横向和 竖向两种， 屋盖可以认为是密排的木梁组成。从承 载力角度来说 ， 井干式一般具有较大的可靠度。 2 ． 2 拱券 根据材料 的不同， 我国古建筑 中拱券结构分为 砖拱结构、 石拱结构和木拱结构。 2 ． 2 ． 1 砖石拱券 早在秦汉时期， 随着我国制砖技术的出现和发 展， 砖拱建筑结构技术也不断提高， 最早多应用于墓 室建筑， 最后逐渐拓展应用到门楼、 砖房和砖塔的门 窗、 殿堂屋顶和桥梁。石拱建筑则多应用于桥梁 ， 结 构构造和砖拱桥梁类似。砖石拱券结构的形式主要 有以下几类 。 1 斜撑板梁拱券 。 。 券砖顶部 中间为上宽下窄的梯形实心砖 ， 两边 为斜撑砖， 构成“ 一” 形。拱顶的实心砖和斜撑砖用 榫卯连接。此类拱券结构在南阳汉代早期墓穴结构 中被广泛应用， 但 由于墓室宽度受到拱顶宽度 的限 制， 西汉中期以后逐渐淘汰。现存结构如新野樊集 M 1 6 号墓， 墓壁和墓顶构成了宽 1 ． 5 9 11 1 、 高 1 ． 4 9 m 的斜撑板梁拱券。 2 砖石纵列拱券 。 。 此类拱券由楔形条砖 石 纵向排列连接， 构成 单道拱券 ， 条砖之间采用子母榫连接 ， 多道单拱券组 合砌筑， 形成较大空间的拱券结构。这种拱券形状 大多为半圆形 。 3 砖穹顶 无梁殿纯以砖券顶， 又称为砖殿， 是从古代砖 墓、 砖塔的券顶技术发展而来。这种建筑的建筑材 料全部采用砖 、 石、 瓦等非燃烧质材料。它的结构一 般都有几排通长的拱券， 而拱券的侧向推力很大， 因 此， 无梁殿拱券下有浑厚的墙体， 如南京灵谷寺无梁 殿前后檐墙皆厚近4 m， 结构十分坚固H 。 2 ． 2 ． 2木拱 中国古代的木拱桥从现代桥梁结构看， 有桁架 拱和木撑拱。目前所知 ， 北方最早 的桁架木拱桥是 清明上河图 中以写实的手法描绘的卞水虹桥。 卞水虹桥从外观上看近似半圆弧形， 它的桥体结构 采用梁木穿插 的结构形式， 所以又叫叠梁拱。整座 桥梁构架全由大小匀称 的巨大圆木纵横相置、 交叉 搭置、 互相承托、 逐节伸展， 形成完整的木撑架式主 拱骨架 ， 拱架两端固定在岩石或石墙上， 从而以较短 的构件形成较 大 的跨度。杜 连生先生在 桥梁史 话中提 出 了 自己的 虹 桥 结 构模 型 ， 如 图 2所 示 j 。从图中可以看出， 其受力形式从整体上为 拱的受力方式 ， 对 于拱木局部以梁为主。 在闽浙一带多见的木拱廊桥拱体结构与卞水虹 吴二军， 等 中国古建筑的结构与受力性能 8 l 图 2汴水虹桥 结构模型 桥非常类似 ， 但在构造方面又有很大的改进 ， 比如增 加了剪刀撑、 采用榫卯连接取代绑扎连接等构造措 施 ， 在结构上更为稳固， 如图 3 所示。 一 ＆ 木拱廊桥 b 拱桥构造 图3 廊桥透视 木撑拱伸臂桥也就是俗称的八字式撑架桥 ， 典 型就是甘肃甘南木撑拱伸臂桥 M ] ， 如图4所示 。 图4甘肃甘南木撑拱伸臂桥 2 ． 3实体 中国早期 的实体结构有土台、 长城等 ， 土台是 中 国古代最有代表性的实体结构。 有研究者认为， 兴起于春秋战国时期的高台建 筑是我 国最早 的高层建筑 。在当时， 为 了解决大 体量建筑物的高度和大型建筑中木构架 的整体稳定 性的问题 ， 采用了先堆筑出实心的高台， 以梯形土台 为核心倚台逐层建房 的方法 ， 木构架紧密依 附夯 台 墩， 形成土木混合的结构体系 。高台建筑主体为 下部敦实的台墩， 夯土技术是高台建筑台墩的主要 建造手段⋯ 。 2 ． 4悬挑 中国古代 的悬挑结构形式较多 ， 比如悬空寺 、 伸 臂梁桥等。 悬空寺的受力是靠“ 半插 飞梁为基 ， 巧借岩石 暗托” ， 即将粗大的飞梁的大半 ， 插入预先在山崖上 凿好的洞内， 露出洞外的一小半飞梁便是楼阁的基 石 ， 整个建筑靠此飞梁传力给岩石- 】 引。 伸臂木梁桥有单跨和多跨两种。它的建造过程 是在桥两岸或桥墩上架长大木料 、 象鱼鳞样层层叠 起挑出， 两端相隔较近时 ， 就在两边挑梁上安放木简 支梁 ， 再铺上横板桥面， 桥就建成 。跨度大 的可能要 一 直加到几十层 ， 两相邻桥墩上挑 出的木料才能连 接起来 ， 如图 5 ， 6所示 H ] 。 图 5单跨伸 臂木梁桥示意 图 6多跨伸臂木撑风 雨桥 2 ． 5悬索 索桥也就是悬索桥， 也称吊桥。许多桥梁专家 认为， 索桥最早起源于中国， 目前已查证的我国最早 的索桥， 是秦李冰在四川成都城西南建成的“ 笮桥” 竹索桥 。索桥建造材料除 了竹 ， 还有藤 、 皮绳和 铁链等几种。 桥梁史话中总结 了中国古代 建造 索桥的方法。为了将悬索张紧 ， 先在桥两岸建屋 ， 在 屋内设置铰索设备， 即系索的立柱和绞索的转柱； 然 后张紧底索和斜索； 再在底索上横铺木板， 有的在两 侧还加一至两根悬索作为扶栏 。而且桥建成后 ， 会 定期旋紧一次 引。古代索桥示意如图 7所示。 a 】 古辩 拉 轿 b 古悬 累桥 图 7 古代索桥示意 2 ． 6 简体 中国的砖石 铁 古塔可认为是筒体构筑物。 现存古塔从建筑形式上看 ， 有楼阁式塔、 密檐式 塔 、 亭 阁式 塔、 支 提 式 塔、 金 刚 宝座 式 塔 和 塔 门 等- 】 。早在两汉时期就出现了阁楼式塔， 随着建筑 材料及建造技术 的发展 ， 人们开始用垒砌、 发券 、 叠 涩等方法建造砖石结构的塔， 密檐塔就是由楼阁式 的木塔 向砖石结构发展时而演变来的。 加 。 随着造塔 经验 的丰富和建筑材料的改变 ， 塔的 建筑形制也发生 了变化。初期木塔 多为四边形 结 构 ， 采用砖叠涩后就从 四边形发展为正多边形， 如六 角、 八角形等。宋后 ， 六角 、 八角形塔取代了方形塔。 从结构受力方面考虑 ， 改用六边形或八边形 的造型 后 ， 塔壁的跨度减小了， 且转角平缓 ， 受力均匀 ， 其抗 压、 抗震性能都大大地增强 。 2 ． 7基础 中国古建筑 除最常用 的砖石放大角基础形式 外 ， 少量建筑物、 桥梁等也采用了木桩基础和木筏基 8 2 四川建筑科学研究 第 3 6 卷 础形式。 2 ． 7 ． 1 桩基 古代临水建筑基础通常都采用桩基。作为桩基 的木材要求坚韧耐久 ， 适用常年在地下水位以下的 地基 ， 在南方多选用红松为桩 ， 在北方有用柳木为桩 的。北京颐和园的堤岸就是用湿柳木作桩 的， 经几 百年仍未朽。桩的类型有梅花桩、 马牙桩， 梅花桩多 用在柱础之下 ， 马牙桩常用在墙基之下_ 2 。 2 ． 7 ． 2 筏基 古代建筑也有采用筏木基础的， 即使用整齐的 排木作基础。有用方木的， 也有用圆木 的。这种基 础多用在建筑重量大而下边的“ 场地土” 质地 又不 一 致的地段上， 是为防止出现不均匀沉降而采取的 一 种做法 2 引。 3 中国古建筑的结构构造 3 ． 1 木柱与基础 的连接 早期建筑为了解决整体稳定性的问题 ， 柱基础 必须深埋， 且在下面放置石块 ， 作扩大柱础。随着实 践经验的丰富和结构技术的积累 ， 上部结构有了良 好的稳定性和整体刚度， 柱根也逐渐从深埋向浅埋 演化 ， 从西汉时期开始 ， 柱础大多变为平顶面明础， 柱只是简单地搁置在露出地面的础石顶平面上， 并 不嵌固 。柱础又称柱顶石 石镜 ， 其实它包括柱 子底下承受压力的“ 础” 和安放在“ 础” 与柱子之间 的“ 踬” 。柱与柱础的连接方式多为浮摆式平面接 触 ， 也有将带有管脚榫 的木柱插入到柱顶石柱窝中 的连接方式， 或将柱顶石做成“ 套顶” 形式。柱础式 样多种， 有素复盆、 柢形柱础 、 复盆浮雕柱础等 J 。 3 ． 2侧脚与升起 侧脚指对横向柱架外侧柱倾斜放置， 柱头与中 间柱头平高， 即外侧柱斜长大于内柱高， 如图 8所 示。升起指柱头标高沿纵向轴线由中间向两翼逐级 升高 ， 整个屋架置于凹面上 ， 如图 9所示 。侧脚和生 起的巧妙限位和控制作用， 相当于现代的被动控 引 。 图8侧脚变形 图9柱的纵向生起 3 ． 3斗拱 斗拱指的是一系列木构件的组合， 斗和拱是这 一 系列构件中最基本的两个 ， 柱头上一层层逐渐挑 出的弓形短木 ， 称为“ 拱 ” ， 两层拱之问的斗形方木 ， 称为“ 斗” 。其他构件还有 昂、 耍头木、 衬仿头、 罗汉 仿等。斗拱的产生和发展有着非常悠久的历史， 自 商周 已开始形成 ， 并逐渐固定下来 ， 到汉代斗棋已达 到成熟状态， 唐代各种斗棋样式已经定型， 宋代有了 完备的规制 。 梁思成先生绘制的我国古建构件序列 图， 清楚 地显示 了斗拱各构件的结构构造。坐在柱头上的称 为栌斗， 其上开十字槽口， 四角留有4个斗耳， 在栌 斗上部纵横方向安拱。其中沿横向大梁架方向安放 的拱称为华拱， 主要承受弯矩， 沿纵向檐桁方向安放 的斗称为泥道拱 ， 再在拱头、 拱 心上施散斗 ， 这便是 最简单的四铺作 。如果在华拱上再出一跳 ， 即华拱 上施一更长臂华拱， 泥道拱上用慢拱 ， 华拱头上再施 令拱， 即为五铺作， 其余类推以致八铺作。上下构件 搭叠不用钉锚、 粘结 ， 只是榫卯连接 ， 榫卯尺度准确， 合卯之后十分严密 J 。 3 ． 4屋顶 北方屋顶多以梁柱式屋架结构体， 南方的房屋 则用穿斗式屋架为主。无论哪种屋架式样， 都是在 屋架之顶用檩木顺搭， 檩条上挂椽子， 在椽子上钉 2 5 e m厚 的屋面板 望板 ， 板上抹泥 ， 厚为 l 5～ 3 5 e m ， 泥上再铺瓦。屋架的坡度在3 5 。 一 4 5 。 之间 。 4中国古建筑技术 4 ． 1 地基处理技术 我国古代人改良地基的方法多样， 因地制宜。 主要方法有以下几种。 4． 1 ． 1换． ．- k L ] 当建筑规划场地地基存在淤泥或杂填土时， 民 间有采用换土地基的， 即把软性地层挖去， 换上砂土 或河砂。 在大面积换填技术 中， 出现 了一种撼砂地基方 法 。具体做法是 一般挖基槽深约 1 m， 宽约 6 0～ 7 O c m， 然后分 2 O～ 3 0 c m为一层， 将中砂填人槽内， 随 后在槽内灌水振撼， 至砂层密实为止。当撼至离地 面约 2 O～ 3 0 e m处 ， 砌砖或块石墙脚。 4 ． 1 ． 2 夯实 夯土是早期建筑的主要建筑技术 ， 各地区均有 地方性的传统做法。运用夯筑建筑技术加压， 破坏 黄土自然结构所保持的毛细现象， 形成高密度的夯 土， 使其达到较高的承载力， 构成一个木构所需要的 较为干燥 和坚 固的“ 满堂基 础” 。为增强土体之 间 的拉接 ， 每隔 1 01 5 c m厚粘土层 间放置一些绳子 ， 夯土压实。有时， 为了满足对夯土强度 的更高要求 ， 也采用分层灌以糯米汁再夯实。发展 至后期 ， 出现 了采 用生 石 灰 和粘 土混 合 料 夯 实 的灰 土基 础 ， ， 圳 。 4． 1 ． 3打桩 我国古代桩基多为木桩， 个别情况下， 采用石桩 和竹。古代桩基提高软弱地基承载力的方法有两 2 O l 0N o ． 4 吴二军， 等 中国古建筑的结构与受力性能 8 3 种 一是木桩横向挤压周围土层， 使土粒密实， 增强 了地基土的强度 ； 二是借助土与桩之 间的摩擦力或 桩本身的强度， 将上部荷载有效地传至下卧基层， 改 变了软弱地基建筑物的破坏模式 ， 使多种破坏方式 变成了单一的竖向剪切破坏 。 4． 1 ． 4加 筋 古代加筋地基 中的拉筋多用抗拉强度较高的木 材， 能有效地控制横向变形的发展 ， 相当于现代的钢 筋混凝土梁。如西安小雁塔地基处理， 即在台座下 的夯土层中埋置纵横相错 的木梁 ， 整个夯土地基 的 承重能力及抵抗变形的能力大为增强 。 4 ． 2隔震与减震技术 古代建筑通过巧妙的构造实现了较高的抗震能 力， 从以下几个方面可以看出， 古建筑技术体现了现 代隔震 、 减震思想。 4 ． 2 ． 1 地基 与 台基 的隔震 构造 通过特殊 的地基处理方法 ， 在地基 中建造一个 柔性构造层 ， 就能够在一定程度上把建筑物与地震 隔离开来 ， 从而控制地震能量向上部结构传递 。比 如， 明故宫地基 5 ～ 6 m深处用糯米汁拌石灰， 形成 柔 性地基 层 。 如果 台基与 自然地基刚度差别很大 ， 或原本的 台基底部水平抗剪切刚度很弱， 台基可能首先就可 起 到 隔震 的作 用 ， 使 一些 高频 震 动 峰 值 被 过 滤 掉 。 4 ． 2 ． 2主体与基础 自然断离 柱脚平搁简支是重要的隔震减振措施。主体与 基础 自然断离柱根简支在平面明础石面上 ， 使水平 荷载作用下结构内的总水平剪力不会超过柱底所受 摩擦力的总和， 这直接 限制 了结构中可能出现 的最 大内力。当地震水平加速度小于一定值时 ， 房屋不 会滑动 ， 上部结构可能摆动 ， 若地震水平加速度大于 这一值时， 地面水平滑移， 柱与柱础石镜面间能产生 隔震效果 ⋯。 4 ． 2 ． 3柔性抗震的主体结构体 系 主体结构体系从竖 向可分为柱架层 、 铺作层 和 屋盖。柱架层具有良好的整体性， 能十分有效地将 结构 自重和地震 作用传至基础 ， 对抗震极 为有利。 铺作层是柱架层和屋盖之间的过渡层 ， 由斗、 拱、 昂 等构成 。斗拱是水平允许层 间滑移竖向可发生较大 的弹塑性变形的准弹性支座， 所 以， 整个铺作层是 良 好 的减振层 ⋯。 参 考 文 献 [ 1 ] 古建筑木结构维护与加固技术规范编写组． 古建筑木结构用 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