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中國木結構古建筑的概念設計思想

建筑是我國發展極為迅速的一個行業,并且伴隨著社會的進步在不斷的進步,但是建筑過程中的設計仍然有所欠缺,因此,我們需要從傳統的建筑中找出能夠融入現代建筑的優點,使得現代建筑能夠將傳統建筑結構的優點運用到工程設計中,本篇文章主要依據現代社會建筑的工程設計,對中國木結構的古建筑中所包含的設計思想進行了全面詳細的分析。

木結構古建筑設計是中華文化傳承中一個極為重要的組成部分,中國的木結構建筑在發展的過程中經歷著與西方建筑房展過程中完全不同的過程,在幾千年的歲月中,古代建筑才定型成為了以木結構建筑為主的建筑體系,我國目前各個地區所至今還留存的木結構建筑已經經歷了長時間的風雨侵蝕,但是仍有一部建筑保存完整,幾乎是完好無損,整個建筑結構表現出了良好的性能。我國已經有許多著名的專家通過力學的分析以及對建筑整體結構的模型測試等發放對建筑的結構性能進行了研究,并且已經取得了一定的成果。本篇文章主要通過傳統古建筑的建筑結構體系、體型、梁架、柱架等方面的構造進行了分析,旨在探析其中的概念設計思想。
  1 建筑體型
  在建筑的概念設計中,最為重要的就是如何確定建筑的整體結構方案,并且在結構方案中最為主要的一點就是建筑的外形構造,通過歷次地震的發生時建筑的反應結果來看,建筑的抗震能力與建筑的外形構造有著直接的關系,通常來說,建筑體型是否均勻、是否對稱、是否規則等都會給建筑的抗震性能帶來巨大的影響,如果說建筑的體型過于不均勻,不對稱,不規則,那么建筑自身結構的抗震能力,必然會在地震中受到破壞,從而增大建筑發生倒塌的幾率。
  1.1平面結構布置
  我國目前的木結構古建筑從平面上的布局來看,大多數都采用的是六邊形、八邊形、矩形、方形以及圓形來作為建筑中的較為對稱的幾何結構,并且都極為均勻、對稱。一般矩形的房屋長寬之比都不會超過2,這樣就極大的防止了建筑由于過長的原因而受到地震的大面積影響,減少了建筑在地震中的扭轉力;八邊形、六邊形等建筑平面絕大多數都是多軸向對稱的,由于其結構的原因,其自身能夠較好的抵抗來自任何一個力面的陣地影響,擁有更好的抗震能力。同時,較為穩定的建筑結構還能夠極大的減少受到的風壓影響,可以使得木結構建筑在抗震能力強的同時還能抵抗較大的風力。
  我國現存最古老的木塔一建于遼清寧二年(公元1056年)的山西應縣佛宮寺釋迦塔,就是平面為正八邊形的一座建筑,在過去的900多年中,經歷了多次地震,仍然屹立如初.建筑平面抗震要求的均勻性主要指的是結構的均勻性,即主要抗側力構件的布置要均勻,盡量使建筑物的質量中心與抗震結構體系的剛度中心的位置接近。以減小地震作用下產生的偏心扭轉的影響.木結構古建筑中的抗側力構件主要指的是柱子,因此,柱網的布置也就決定了整個結構體系的抗側剛度的分布.
  1.2豎向結構布置
  在建筑的抗震性能中,建筑自身豎向的寬高比是否恰當,能夠直接影響到整個建筑性能,這也是建筑物體衡量其自身抗傾覆能力的一個標準。通過目前調查的眾多工程實踐情況來看,建筑的框架結構最適宜的寬高比就是3-4,若是建筑并非處在地震區范圍內,那么其寬高比在5以內就是極為合適的。我國目前仍然存世的木結構古建筑中,最高的就是某縣的木塔,它整個建筑結構的高度相當于現代社會23層的混凝土結構建筑,但是它的寬高之比僅僅只有2:3。在傳統的建筑建造古書中就明確的對建筑結構寬高比尺寸進行了限定,也就是:柱體雖高不越間之廣。這種說法實際上就是對建筑的寬高之比進行了明確的限制。
  2 結構體系
  建筑的結構體系對于整個建筑的力學結構影響極大,一個能夠具有良好抗震能力的建筑結構體系必須要有極高的荷載、抗拉能力,尤其需要具有的就是整體結構的穩定性,這樣才能夠更好的抵抗地震對建筑產生的作用力。我國的傳統木結構建筑通常來說所運用的結構體系與現代建筑的結構體系是相差無幾的,都是通過柱體和枋并良好的運用榫卯結合技術使得整個建筑各個部分都能夠較為穩定的連接在一起,從而使得建筑結構擁有了多層減震、抗震的結構體系,其中的關鍵部分就是建筑的柱體腳與柱體的基石這兩者之間的連接層、輔助層以及榫卯所構造的結構。
  柱子是浮擱平置于礎石之上的,連接特性類似于鉸接,而現代結構中的連接方式為剛接.結構的豎向力由柱子傳遞給基礎,然后分散到地基之上.如果說現代結構中柱與基礎連接的剛性節點是依靠“抗”來承受水平荷載的話,那么木結構則是“抗”與“放”的結合.在風荷載及較小的地震作用下,結構利用柱與礎石之間的摩擦力來抵抗水平荷載,但當水平荷載超過礎石所能提供的摩擦力的時候,柱就開始在礎石表面滑動,使結構底部剪力始終保持為常數――柱與礎石之間的滑動摩擦力,有效地減小了地震的影響,達到了隔震的效果.殿堂式建筑中的鋪作層是由安置在額枋或柱頭之上并由梁枋縱橫相連的多組斗棋組成的.
  3 承重木構架的構造措施
  古建筑的承重體系是由柱子和額枋通過榫卯連接而成的柱架系統以及由梁袱層層相疊而成的抬梁
  式梁架系統組成的.
  3.1柱架系統
  柱架中的柱子不但外觀形式上做了形式優美的卷殺處理,而且還有生起和側腳等特殊做法,這些做法具有的很強結構意義.古建筑物的正立面上,每個開間的柱高并不相同,而是自當心間的平柱向兩側的角柱逐漸增高,這就是柱的“生起”?!斗ㄊ健穼τ弥频拿枋觯骸胺灿弥?,至角則隨間數生起角柱.”又對生起的尺寸做了具體規定:“三聞生起二寸,五間生起四寸,七間生起六寸,九間生起八寸,十一間生起一尺,十三間生起一尺二寸”.圖2所示的為五間生起四寸.角柱“生起”只在殿堂式建筑中使用,不但造就了這種形制地位最高的古建筑從心間到盡間曲面上揚的優美的弧形立面效果,而且具有深刻的力學及結構意義。
  3.2粱架系統
  歷史資料記載的最大跨度的梁袱為十椽袱,若用單梁直接承受上部屋蓋重荷,則梁的截面高度要120份高,轉換成現在的尺寸單位為2 m以上,如此粗大的木材很難找到.疊梁的出現,解決了這一問題。
  4 結語
  綜上所述,古代建筑中的結構設計觀念能夠良好的融合到現代建筑的設計過程中,能夠使得現代建筑擁有更為良好的結構特性,促進建筑設計行業的發展。

來源:南方古建筑設計院

本文標簽:中國古建筑  木結構古建筑  古建筑設計  木結構設計 

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