中国古建筑结构抗震哲学思想探索
浅论中国古代建筑中蕴涵的哲学思想
又不可 分割 的整体 。天 人合一 的宇宙观对 中 国古代 建筑
文化影 响十分深 刻持久 ，是中 国 占代建筑 的基石 ，它 强调 人与 自然 的和谐 相处 ，强 调 者处 于一个有 机整体 中，在 二 建筑 中表现为追求 “ 人一建筑一 自然环境 ”的和谐统一 。 天人 合… 的宇宙观在 影响建筑 发展 的诸 多因素 中是根 本性 的 ，埘 中国 几千 年 的建 筑产 生 的影 响 也极 其 深远 广
阔 。 叶 国 古 建 筑 在 类 型 上 丰 富 多彩 ，主 要 包 括 ： 宫殿 、 宗 Ｉ
庙 、公府 、馆榭 、地下 宫室、离 宫、坛 、祠 、警鼓 台、舞 台 、观 景楼 阁等。它们 的种类和使 用功 能虽不相 同，但始
终 流 露着 “ 人合 一” 的 思 想 。 天 中 国 古 代 建 筑 的 发 展 始 终 是 以 尊 重 自然 为 前 提 的 ， 以
关键 词： 古代建筑 ；天人合一 ；中庸 ； 阴阳五行
Ｄ Ｉ １ ．９ ９ Ｊｓｎ １ ７１ ３ ６２ １ ．０ ０ ４ Ｏ ： ３ ６ ／ ．ｓ． ６ —６ ９ ．０ ３ ．４ ０ ｉ ． １
ｌ 引 言
比眷 恋 。屋 面、屋脊 、装饰局部 的 曲线运 用避 免了造型 的 僵硬 冷峻 ，优 美地镶 嵌在大 自然 中，仿佛 是 自然 的… 个有 一 机组成部分 ，充分体现 了人对 自然的向往和崇敬之情 。 在 景观方 面 ，中国古典建筑 注重人文 景观 与 自然景观 的和 谐统一 ；在环境 方面 ，又格 外重视 人工 自然 环境与天 然 自然环境 的和谐统 一 。勘察 自然 、顺应 自然 ，又节制地 利 用和改造 自然 ，选 择和创造 出适合 于人的身心 健康及其 行 为需求 的最佳建筑 环境 ，达 到 了阴阳之和 、天人之和 、 身心之和 的完美境界 。 中 国古 建筑充分 体现 了天 人合一 的观念 ，建筑和 自然 环 境相互 融合 ，并借 助 自然环 境 ，构造 出视野 开阔 、富有
故宫抗震原理
故宫抗震原理
故宫是中国古代宫廷建筑的代表之一，它的建筑结构经历了数百年的风雨洗礼，经历了无数次地震考验，但仍然屹立不倒。
这是因为故宫的建筑结构采用了一些优秀的抗震原理。
首先，故宫的建筑采用了“榫卯结构”。
这种结构的优点在于，每个构件都是由多个木头榫头和榫尾相互咬合而成，使得整个建筑形成了一个大的立体网格结构，从而增强了建筑的整体抗震能力。
其次，故宫的建筑采用了“匀质原则”。
这种原则要求在建筑中尽可能使用同种材料，同种规格的构件，以保证建筑的结构和质量的均衡性。
这样，在地震时，每个构件都能充分发挥自己的抗震能力，从而减少了建筑的受损程度。
此外，故宫的建筑在设计时还采用了“圆弧原则”。
这种原则要求在建筑的角落处使用圆弧，以减少角部的压力和振动。
同时，故宫的建筑还采用了“厚底薄顶”的设计原则，使得建筑的底部比顶部更加坚固，从而更能承受地震的冲击。
总的来说，故宫的抗震原理主要是采用了榫卯结构、匀质原则、圆弧原则和厚底薄顶的设计原则，这些设计原则的综合应用使得故宫成为了一个经得起地震考验的建筑。
- 1 -。
关于设计创意和结构抗震的思考
关于设计创意和结构抗震的思考说到设计创意和结构抗震，这话题可真是深不可测，像是一个永远解不开的“谜”，每个建筑师心里都有一本“抗震宝典”。
咱们平时见到的那些高楼大厦啊，看上去稳如泰山，可要是你知道背后为了抗震所做的种种努力，估计得打个寒战。
你想啊，咱们这地方地震多，设计一栋楼时，最怕的就是遇到“天灾”这种东西，防不胜防，所以能不能抗震就成了建筑设计里最头疼的一部分。
很多时候，设计师们的脑袋就像是火山口，整天冒烟，脑袋里各种“地震波”飙过，想着怎么做才能让这些建筑既美观又稳固。
别看外面五光十色的外观，里面的结构可都“战战兢兢”，随时在为抵御地震在做准备。
说到抗震，很多人脑海里第一个反应可能就是“厚重”和“坚固”。
对吧，大家都会想，震动来了就得要硬的东西去顶得住，越坚硬越好。
但你想错了，恰恰相反，最重要的就是“柔韧性”。
建筑设计就像是跳舞，跳得越柔软、越有韧性，越能应对地震的“折磨”。
你知道吧，很多时候，我们感叹一栋楼的外形独特，但实际上，背后藏着的不仅仅是美学的思考，更是防震的智慧。
它的形状，线条，甚至是用的材质，都是经过了仔细推敲和试验的。
拿那些高楼大厦来说，它们的外形不光是为了看起来帅，里面的结构可得仔细计算，做到刚刚好，不会一动不动，也不能太软，必须得保持一种平衡。
要知道，地震来时，楼栋就像被推来推去的橡皮筋，你看它表面纹丝不动，但内里要承受住那股撼动的力量。
真要抗震，不光要看坚固，还要会“屈服”。
再说了，现在建筑材料真是日新月异。
你要是看着那一栋栋像玻璃一样闪闪发光的大楼，别以为它们只是好看。
玻璃外墙可是经过了无数次的抗震测试和设计改进的。
听说现在的建筑设计，材料越轻，抗震效果反而越好，别小看这些现代化的“轻量化”建筑，虽然看起来“空心”，但它们可是强得很。
你看那钢材、铝材，虽然不厚重，但它们的强度超乎想象，像是藏在身上的“秘密武器”。
这种材料不仅减轻了楼体的负担，还能在震动时分散压力，减少建筑物的“摇晃”。
建筑抗震学习心得
建筑抗震学习心得作为一个学习建筑抗震知识的学生，我在过去几年中深入学习了建筑抗震相关的理论和实践知识。
在这个过程中，我不仅学到了许多关于建筑结构设计和抗震技术的重要原则，还深刻领悟到了建筑抗震的重要性和应对地震灾害的责任。
在这篇文章中，我将分享我在学习建筑抗震过程中的一些心得和感悟。
首先，我认为了解地震灾害的基本原理是学习建筑抗震的起点。
地震是由地壳和地球内部的运动导致的，它产生的能量会以波的形式传播到地表，并对建筑物产生影响。
这些波有弹性波和表面波之分，它们的传播速度和折射规律与不同地层的物性相关。
我学习了地震波的基本特性和传播规律，这对于了解地震灾害的机理以及设计具有抗震性能的建筑结构非常重要。
其次，在了解地震灾害原理的基础上，学习和理解建筑结构的抗震设计原则是至关重要的。
对于建筑抗震设计而言，最重要的原则是确保建筑结构的稳定性和强度。
在结构设计过程中，要考虑到地震力的作用，将地震力合理分配到各个结构构件上，并保证结构在地震力作用下具有足够的抵抗能力。
在这方面，我学到了很多抗震设计的基本概念和方法，如地震分析、抗震设计参数的确定等。
同时，我也学习了一些先进的抗震设计技术，如基础隔震、扩大消能和减震等方法，这些技术在提高建筑结构的抗震能力方面起到了重要作用。
第三，在学习建筑抗震的过程中，我也意识到了不仅要注重结构的抗震性能，还要综合考虑建筑的整体安全性和可靠性。
建筑抗震设计不能仅仅关注结构本身，还要考虑到建筑使用的功能和所需的安全性能。
比如，对于一座大型公共建筑来说，除了要确保其结构具有足够的抗震能力之外，还要考虑到疏散通道的设置、紧急逃生设施等方面的因素，以保证在地震发生时人员能够安全疏散。
在学习过程中，我学到了一些关于应急疏散和安全疏散的方法和原则，这对于提高建筑的整体安全性非常重要。
此外，学习建筑抗震还需要注重实践。
在课堂学习知识的基础上，我参与了一些实践项目，通过实际的设计、施工和监理过程来加深对抗震设计理论的理解和应用。
中国古代建筑与哲学思想初探
塔， 孟卡拉金字塔组成 。其建造的 目的就是 为已逝的法老建造
一
个永恒的居所 ， 并象 征 着 通 向 天 国 的 阶 梯 。 而事 实上 ， 些 这
的设计 ， 都寓意着传统 的“ 天圆地方” 的宇宙观。而主要建筑上
广 泛 地使 用 蓝 色 琉 璃瓦 ， 以及 圜 丘 坛 重 视 “ 阳数 ”祈 年 殿 按 天 、
南禅寺 大殿 了， 宋辽的建筑稍 多些如晋祠圣母殿 、 独乐寺观音
阁 、应 县 木塔 等 ，今 天 我 们 最 常 见 到 的 木 构 建筑 主 要 是 明清 的 。 中 国之 所 以大 量 的 采 用 木 建筑 ， 当然 与 就 地 取 材 有 关 ， 但 也 并不 完 全 如此 ， 们还 可 以从 哲 学 的 角度 去 理 解 。 我
院等 ， 们 更 多 的 在 力 求 建 筑 的 长存 于 永 恒 。 然 而 ， 界 上 还 人 世
有另一种永恒观 ， 就是视 变化 为永恒的哲学观。中国古代的经 典著作《 易经》 就是这种哲学观的最佳诠释。“ 即是 “ 的 易” 变”
意 思 。这 种 哲 学 观 与 西 方 及 大 部分 国家 的观 念 有 着深 刻 的不 同 ，这 种 哲 学 观 也 使 我 们 祖 先 用 不 宜 以物 质 形 式 长 存 的 资源 创 造 出 同样 气势 恢 宏 的 建 筑来 。同 时 ， 这种 思 想 铸 造 了 我们 许
摘 要 ： 文 主要 对 建 筑起 重要 影 响 的 两种哲 理 观念 进 行 阐 本
以天 坛 为例 来 阐 释 这种 哲学 观 。 明清 两 代 帝 王 用 以祭 天
述。一种是永恒观 ， 另一种是对纪念性建筑的节俭观的要求。
关键 诃 ： 永恒 性 纪 念性 节俭 观
中国古代哲学对建筑设计的影响
中国古代哲学对建筑设计的影响中国古代哲学是中国文化的重要组成部分，深刻地影响了中国人的思维方式和价值观念。
这种影响也延伸到了建筑设计领域，中国古代哲学对建筑设计产生了深远的影响，不仅在设计理念上体现出来，也在建筑结构和装饰上有所体现。
中国古代哲学强调天人合一的观念对建筑设计产生了重要影响。
天人合一是指人与自然、人与社会、人与宇宙的和谐统一。
这种观念体现在建筑设计中，建筑师在设计建筑时会注重与周围环境的融合，尊重自然规律，追求与自然的和谐。
例如，古代的园林设计中常常采用自然山水、湖泊、花草树木等元素，营造出与自然融为一体的景观。
中国古代哲学强调阴阳平衡的观念对建筑设计产生了影响。
阴阳是中国古代哲学中的重要概念，指的是事物的两个相对而又统一的方面。
在建筑设计中，阴阳的观念体现在建筑的形式、结构和材料等方面的平衡。
例如，在建筑的布局中，前后左右需要相对平衡，以达到整体的和谐；在建筑的形式和材料选择上，需要考虑到阴阳的平衡，避免过于极端或失衡。
中国古代哲学中的儒家思想对建筑设计也产生了重要影响。
儒家思想强调人伦道德和社会秩序的维护，这种观念在建筑设计中体现为注重建筑的功能和适用性。
古代的宫殿、庙宇等建筑都充分考虑到了使用者的需求和功能要求，追求实用与美观的统一。
同时，儒家思想还强调敬畏天地万物，尊重传统和历史，这种观念在建筑设计中体现为注重传统建筑风格和文化符号的运用。
道家思想对建筑设计也产生了一定的影响。
道家思想强调自然之道和无为而治，这种观念在建筑设计中体现为注重自然材料的使用和建筑的自然环境保护。
古代的道观、庙宇等建筑常常利用天然的材料，如木材、石材等，使建筑与自然环境相融合。
同时，道家思想也注重建筑的简朴和空间的开放，追求宁静与和谐。
中国古代哲学对建筑设计产生了深远的影响。
天人合一的观念使得建筑追求与自然的和谐；阴阳平衡的观念使得建筑追求形式和结构的平衡；儒家思想使得建筑注重功能和适用性；道家思想使得建筑注重自然和环境的融合。
古建筑的历史文化价值探析
众所周知，中国作为四大文明古国之一，有着灿烂辉煌而悠久的历史文化，而古建筑作为传统文化体系中的重要组成部分，也有着极高的历史文化价值。
中国古建筑与欧洲建筑、伊斯兰建筑并称为世界三大建筑体系，在世界建筑历史发展进程中占据着极为重要的地位，影响范围遍及大半个亚洲和众多少数民族地区。
与西方古建筑相比，中国古建筑最大的区别在于广泛采用了木结构体系，该结构体系的优势在于抗震性能强，具有较好的韧性，就算受到外界的强烈冲击也能够屹立不倒。
此外，中国古建筑不仅满足了古代人民的居住需求，同时也满足了人们心理、审美以及宗教等精神层面的相关需求，充分反映出我国不同时期社会文化的发展特点。
一、古建筑及其结构(一)古建筑中国古建筑拥有着几千年的文化历史，其风格在世界上是独树一帜的，尤其是在中华民族多元文化主导下产生的各类建筑物、构筑物、建筑技术方法以及相关体制。
由于受到各种外界因素的影响，当今中国遗留下来的古建筑的数量是比较少的，人们更多只是根据文学著作、考古证据等去勾勒描述古代建筑的形态。
从古至今描述古建筑形态的文学作品有很多，人们不仅可以从书籍中了解到古代建筑文化，也可以通过从考古中挖掘出来的甲骨、器皿等载体中看到象形文字描绘的古建筑。
中国古代建筑不仅能够满足人们的生活居住需求，还能够充分体现出社会的等级制度。
虽然说该现象能够帮助社会统治者巩固等级制度，但是却在一定程度上限制了民间工匠艺人对建筑物的创新创造[1]。
比如，像我国清代时期所建设的大型皇家陵园，该建筑群落有着大量辉煌华丽的花园庭院、起居住宅以及宫殿等，与周围的自然环境有机融合在一起。
(二)古建筑的结构与西方古建筑的砖石结构体系相比，中国古建筑结构体系的核心是木结构，建筑工匠们会根据建筑结构需求特点展开各种造型的设计施工。
中国最早出现的木结构古建筑迄今已经有了7000多年的历史，根据考古资料显示该建筑位于浙江余姚河姆渡地区，是中国最早采用榫卯技术构筑木结构房屋的实例。
中国卯榫结构防震原理
中国卯榫结构防震原理
中国卯榫结构防震原理：古老智慧的现代应用
本文旨在深入探讨中国卯榫结构在防震方面的原理，阐述其重要的安全防护特性，并借助具体例子来进一步证明这种古老建筑智慧的现代价值。
中国卯榫结构，一种古老而精妙的建筑构造方式，它的防震原理基于协调与稳固的建筑哲学。
通过巧妙的机械性设计，卯榫结构能够将各种力量的冲击分散、吸收并加以消耗，从而使建筑物在面对地震等自然灾害时具备强大的抗性。
在卯榫结构的防震原理中，我们看到了中国古代建筑师们的深思熟虑。
他们通过精心设计的卯榫结构，让建筑物内部的应力得到有效的分散和平衡，从而在地震来临时，建筑物能够以最小的代价保持完整。
这种独特的防震原理不仅体现了中国古代建筑技术的卓越成就，更显示出中国古代科学思维的超前发展。
为了更直观地展示卯榫结构的防震原理，我们可以以一个具体的例子来阐述：比如在传统宫殿的建造中，卯榫结构就被广泛应用。
宫殿的梁、柱、枋等主要构件之间，通过卯榫结构的连接，可以有效地吸收和分散地震产生的冲击力。
当宫殿受到地震震动时，卯榫结构就像一个复杂的减震器，能够将地震的冲击力分散到整个建筑物上，从而减少对局部结构的破坏。
我们可以看出，中国卯榫结构的防震原理在现代建筑中仍然有着广泛的应用价值。
随着科技的进步，人们对建筑安全性的要求越来越高。
这种源于中国古代的建筑智慧的防震原理，无疑为现代建筑提供了新的思考方
向和实践案例。
总的来说，中国卯榫结构的防震原理体现了中国古代建筑技术的卓越成就和前卫的科学思维。
它不仅为我们提供了理解古代建筑文化的独特视角，更为我们在现代建筑设计中提供了宝贵的启示和灵感。
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第24卷 第12期2008年 12月自然辩证法研究Studies in Dialectics of NatureV ol.24,No.12Dec.,2008文章编号:1000-8934(2008)12-0047-05中国古建筑结构抗震哲学思想探索盛志刚,刘海笑(天津大学建筑工程学院,天津 300072)摘要: 5 12 汶川地震,造成大量建筑结构的严重破坏。
如何提高房屋和其他结构的抗震性能,再次成为人们关注的焦点之一。
结合我国古代几个典型的抗震建筑结构范例,本文探讨了古人在结构设计上的一些哲学思想。
这些哲学思想,包括 整体性 和 以柔克刚 等,曾指导古代工匠建造出许多屹立千年、历经多次地震而不倒的建筑。
但这些思想在今天的建筑设计上,并未得到充分重视和体现!!!这不得不引起现代建筑和结构设计者的严峻反思。
通过对这一问题的反思,本文初步归纳了古建筑哲学思想给今天结构抗震设计的几点启示。
关键词:结构工程;抗震结构;中国古建筑;哲学思想;整体性;以柔克刚中图分类号:N 031 文献标志码:A收稿日期:2008-10-10作者简介:盛志刚(1963!),江苏徐州人,天津大学建筑工程学院博士后,研究方向:结构抗震工程;刘海笑(1966!),甘肃兰州人,天津大学建筑工程学院教授,研究方向:结构动力学。
1 概 论5.12 汶川地震,造成大量建筑结构的严重破坏,给人民群众的生命财产带来巨大的损失。
这些建筑大多是最近几十年设计建造起来的,为什么在遭遇地震时却如此脆弱?做为世界的地震多发国之一,怎样大力提高一般结构(房屋、水坝、桥梁等)的抗震性能,以尽力保证我国人民群众的生命财产安全?这些问题再次引起广大民众和各级政府的深切关注,也再度引起我国建筑工程界的严峻反思。
纵观中外的地震灾害史,历次地震(尤其是强震)所造成的大量毁灭性破坏,大多与房屋和河堤结构的破坏有关。
在我国地震史上,这种例子很多。
如1068年8月河北河间地区发生6 5级地震,就导致 大河决溃,地复震裂,庐舍摧塌,人民压溺,几已万数 ,造成城池毁坏、房屋倒塌和上万人死亡的巨大灾难。
再如1879年7月甘肃省武都地区发生8 0级大地震,导致 山岩崩坠,河水涌塞,后复冲开,水势汹涌,致河北街民房尽行淹没,伤人无数 ,造成了近3万人死亡、楼桥大面积崩塌的严重灾害∀1#。
1976年的唐山地震之灾,则至今仍为国人之痛。
在世界地震史上,此类例子也很多。
1923年9月1日,日本关东发生8 3级大地震,东京和其他城市共震毁房屋25 5万间。
地震引发的火灾,使44 7万间房屋毁于一旦,共导致14 2万人死亡或失踪。
震灾之后,内阁政府被迫下台,天皇只得另外组建新政府∀2,3#。
1960年5月22日,在智利发生8 9级地震(这是近百年来震级最大的地震,也有人说是9 3级)。
震中地区几十万幢房屋大多严重破坏,有些地方在几分钟之内下沉近2米之多,仅当地居民死亡就达5700人∀2#。
但是,在世界地震史中也有很多屡经地震(甚至强震)而不倒的建筑。
仅在我国现存的古代建筑中,就有很多典型的范例。
例如西安的大、小雁塔,山西的应县木塔(佛宫寺释迦塔),天津蓟县独乐寺的观音阁,以及辽宁义县奉国寺的佛教建筑群等。
这些建筑都是历经千年的高大建筑(高度从20多米到60多米不等),在数次甚至数十次强烈地震中都经受住了考验。
很多时候甚至是在周围的全部建筑都被地震破坏殆尽的情况下,它们却屹然壁立而梁柱不圮∀4-6#。
对比今天大量的一般结构并不高超的抗震性能和50至70年的使用年限,这些古建筑不仅可谓稳固如山而且寿长若海!为什么这些依靠木石砖瓦等原始材料搭建起来的高大建筑,能够经得起上千年来多次大地震的考验?古代工匠们采取了哪些结构措施来保证这些建筑的超强抗震性能?其中又蕴涵了怎样的哲学智慧呢?认真探索一下这些问题,对提高今天各种建筑结构的抗震水平具有很好的借鉴意义。
2 现代结构工程的抗震思想及困惑从各种高坝大桥和奇楼深洞的修建竣工中,常人不难想象现代结构工程发展水平的日新月异。
借助数学力学和材料科学的发展,加上计算机技术的47引入,今天的土木工程已经发展为非常庞大而繁杂的体系。
但是,由于工程实际的复杂性,许多情况下我们仍然无法准确计算结构的承载力,甚至难以确定结构的真实受力状况。
导致这一结果的主要原因之一,是一些客观条件过于复杂。
在结构抗震工程中,这种状况尤为突出。
结构抗震的复杂性,首先表现在地震的不确定性上。
这种不确定性(也称随机性),至少可以归结为三点:时间不确定,方向不确定和大小不确定。
地震的大小和方向的不确定,是常人容易理解的,无非是地震发生在哪个位置方向、震级具体多大都是事先不知道的。
而时间的不确定性就要复杂一些。
时间的不确定包括三点:一是地震发生的具体时间不确定(无法预报);二是地震的持续时间不确定;三是地震波的基本振动周期(基本频率)不确定。
如果说发生和持续的时间不确定可以通过多层预警系统来防范的话,那么基本频率(含能量最大)的不确定性就非常难以设防。
其中的危险就在于:当地震的基本频率与所建结构的自振频率相等或接近的话,将会产生破坏性极大的共振现象!!!此时即使是设防等级很高的建筑,也很难避免遭受严重破坏。
结构抗震的复杂性,还表现在结构构件的材料和几何形状等的不确定性上。
因为生产工艺和施工条件的原因,即使是同一批产品,其质量也很难得到统一保证,更何况施工人员素质和各种客观条件的千差万别。
因此,各种工程质量隐患几乎无处不在,只是大小不同而已。
国家出台的越来越严格的各种建筑规范,就是为了尽力避免各种质量隐患超出一定的允许范围。
正是基于上述原因,现代结构工程在应对抗震问题时,主要不是采用确定性的结构计算方法,而是引入基于概率理论的极限状态设计法,以及基于工程经验的概念设计法。
由此,我国确定了建筑抗震设计的基本原则是 小震不坏,中震可修,大震不倒∀7#。
但即便如此,在结构抗震上,公认的事实是 概念设计比计算设计更重要。
究其原因,还是涉及的因素过于复杂,导致一般的抗震设计计算难以给出足够合理的结果。
引入 极限状态设计法,是允许结构出现一定概率的失效(破坏或不能继续使用),而不是处处保证结构的安全。
而所谓的 概念设计,则是借鉴以往工程实践中总结出来的一些经验,用以指导结构的抗震设计。
譬如 尽量选择平、立面几何形状简单的设计方案, 尽力保证平、立面的刚度和质量分布对称,以及 强柱弱梁 强剪弱弯 强节点,强锚固等等∀7#。
简单对称,是为了传力明确、便于分析,避免复杂因素可能带来的不利影响。
强弱分明,则是为了保住一旦破坏后果严重的构件(如主要的柱子),适度牺牲部分允许破坏的构件(如部分横梁等)。
通过局部破坏和较大的变形,可以大量消耗地震传给结构的能量,从而达到保全整体的目的(至少在超强地震下能延缓一段时间,以赢得宝贵的抢救时机)。
将这一思想概括起来,人们得出了 延性抗震的概念。
所谓的 延性(结构),是相对于 脆性(结构)而言的,就是在地震的作用下,保证结构能产生较大的变形,而不出现瞬间发生完成的脆性破坏。
打个比方可以形象地说明这一理论:一张桌子在受到激烈摇晃时,如果桌腿发生断裂,那么整个桌子就会倒塌,上下的东西都难以保全;如果仅是横撑发生了破坏,那么过后只要适度修理一下就能再次使用了;即使无法避免整个桌子最终倒塌,如果能通过横撑的变形破坏来消耗振动能量并延缓一段时间,也可以为抢救上下的物品赢得宝贵的时机。
正是由于 延性抗震概念的引入,彻底改变了以往依靠结构的强度去抵抗地震的错误观念!!!正如墨西哥著名的地震工程专家罗森布卢斯(E Rosenblueth)所指出的那样: 为了满足我们的要求,人类所有财富可能都是不够的,大量的一般结构都将成为碉堡∀8#。
因此, 延性抗震的概念不仅能达到依靠部分结构构件的破坏来保全整体结构的目的,而且可以大量节省人类的财富。
由上述讨论不难看出,现代结构工程学已经建立起系统的结构抗震理念。
但是,这就一定能保证设计建造出抗震性能良好的建筑结构吗?现代结构工程师就能自如地应对各种地震问题吗?墨西哥著名的地震工程专家埃斯特瓦(L Esteva)曾经指出: (结构)抗震设计与其他工程设计相比,更容易陷入严格地但却盲目地应用最新的技术条款,而建造出的却是低劣的结构∀9#。
由此可见,如果只去生搬硬套有关规范和算法,而不努力提高对结构抗震本质问题的认识,不形成深刻而系统的抗震设计理念,最终的结果可能将事与愿违。
3 我国古建筑的主要特点及抗震原理从结构工程的角度来看,我国的古建筑具有一些非常典型的特点。
体现在结构的抗震设计上主要有三点:一是 整体性(整体配合),二是 以柔克刚,三是 积柔为刚、 刚柔相济。
如果说结构的 整体性思想主要表现在建筑的平面和立面的设计上,那么 以柔克刚的思路往往体现在细部构造的48自然辩证法研究 第24卷 第12期处理上,而 积柔为刚 刚柔相济则是 整体配合和 以柔克刚等设计思想融合升华的结果。
正是这些思想的有机结合,才产生了 四两拨千斤的效果!!!我国的古代工匠借助极原始的木石砖瓦等材料,建造出许多结构灵巧而抗震性能极高的建筑。
(1) 整体性结构的思路 从平面上看,我国的古建筑很少建造平面布局复杂的结构,一般都采用长宽比不大于2∃1的矩形或规则多边形。
这种规则的平面布局,能够有效地抵御地震力。
此外,古建筑常常是正中间的一间(明间)最大,两侧的次间和梢间则较小。
这种主次分明的结构布局,对抵消地震扭矩的破坏作用非常有利。
不难看出,这些思路与现代结构工程颇为相似,但时间则要早得多!从立面上看,古建筑一般由台基、柱网、梁架和屋顶等构成。
较高等级的房屋建筑,在梁柱和屋顶之间还设有 斗栱层的结构。
其中,台基基础是一种面积较大的整体式基础,基础顶部往往高于地面数尺。
这种基础类似于现代结构工程的 筏式整体基础,很像一个运载着船楼等上部结构的船体,在地震的 惊涛骇浪中保持较高的稳定性。
这不仅可以减小地震对上部结构的震荡冲击,而且能有效地避免建筑在底部出现剪切破坏(这种破坏对结构极为不利)。
柱网由一个个独立的柱子联合组成。
建造时把柱脚立于柱础之上,底部与地袱等构件连接;柱顶则分别与阑额和横梁等构件连接,使整个结构形成一个闭合的空间体系。
地袱、阑额和横梁类似于现代结构工程中的上下圈梁,能够有效地减小柱头和柱脚的移动,增强整个建筑的整体性。
此外,在主要的梁柱之间往往还设有斜撑,这不仅可以进一步提高结构的整体性,而且可以大力提高整个建筑对地震水平冲击荷载往复作用的抵抗能力。
立面上的梁架结构,大多都采用抬梁式构架。
这种构架就是在柱顶沿房屋进深的方向,架设数层叠架的梁。
叠架的梁逐层缩短,形成下大上小的三角形屋架。
这种构造方式经过大量地震的检验,证明其抗震性能良好。