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中国木结构建筑分布及其震害 第43卷 第4期 2011年8月 西 安 建 筑 科 技 大 学 学 报(自然科学版) J.Xi′an Univ.of Arch.&Tech.(Natural Science Edition) Vol.43 No.4 Aug.2011 中国木结构建筑分布及其震害 陆伟东,邓大利,居兴鹏,程小武,杨会峰 (南京工业大学现代木结构研究所,江苏 南京211816) 摘 要:我国木结构建筑历史悠久,除了古代木结构建筑,在广大的农村地区还存在许多木结构承重建筑.这 些建筑大多没有经过正规的抗震设计,抗震性能较差...

中国木结构建筑分布及其震害
第43卷 第4期 2011年8月 西 安 建 筑 科 技 大 学 学 报(自然科学版) J.Xi′an Univ.of Arch.&Tech.(Natural Science Edition) Vol.43 No.4 Aug.2011 中国木结构建筑分布及其震害 陆伟东,邓大利,居兴鹏,程小武,杨会峰 (南京工业大学现代木结构研究所,江苏 南京211816) 摘 要:我国木结构建筑历史悠久,除了古代木结构建筑,在广大的农村地区还存在许多木结构承重建筑.这 些建筑大多没有经过正规的抗震 设计 领导形象设计圆作业设计ao工艺污水处理厂设计附属工程施工组织设计清扫机器人结构设计 ,抗震性能较差,历次地震也表明此类建筑震害较为严重,往往造成了大 量的人员伤亡及经济财产损失.对我国木结构主要分布情况进行了归纳整理,着重 分析 定性数据统计分析pdf销售业绩分析模板建筑结构震害分析销售进度分析表京东商城竞争战略分析 了西南、西北地震高烈 度地区的木结构形式,并对木结构建筑的主要震害进行了总结.西南、西北地区存在着量大面广、危险性大的 木构架承重建筑,威胁人民生命财产安全,急需进行加固修复. 关键词:木结构;西南、西北地区;震害;抗震性能 中图分类号:TU366;TU311.1    文献标志码:A    文章编号:1006-7930(2011)04-0464-06  . * 我国木结构建筑历史悠久,散布区域辽阔.自上古时期原始木屋,发展到今天的现代木结构,木结构 建筑形式不断地变化.我国现存的木结构建筑主要分为三类:一是历史悠久的古代木结构建筑,如宫殿、 庙宇等;二是分布最广的传统民居;三是新兴的现代木结构建筑. 木结构传统民居主要包括:木结构、砖木架结构和土木结构等木构架承重建筑.这些建筑大多没有 经过正规抗震设计,在地震中往往造成了大量的人员伤亡及经济财产损失.本文在归纳作者和相关学者 震害调查的基础上,对我国木结构的主要分布情况、结构形式及震害进行归纳整理,为木结构建筑的抗 震和加固研究提供依据. 1 中国木结构建筑分布情况 1.1 传统木结构民居结构形式及特点 中国古代木结构建筑以木构架为房屋骨架,墙体仅为围护结构.就其结构形式而言,古代木结构建 筑的主要形式有以下三种: 1.抬梁式或梁柱式:抬梁式建筑以垂直木柱为房屋的基本支撑,木柱顶端沿着房屋进深方向架起数 层叠架的木梁.木梁由下至上,逐层缩短,层间垫短柱或木块,最上层梁中间立小柱或三角撑,形成三角 形梁架,在相邻的屋架之间架上檩,檩上架椽,形成屋面下凹的两坡屋顶骨架.梁柱式是使用最广的古代 木结构建筑形式,古代宫廷建筑基本都使用抬梁式,华中、华北、西北、东北等地区均有采用该建筑形式. 典型的抬梁式建筑如图1(a)所示. 2.穿斗式:穿斗式建筑将每间进深方向上的各柱随屋顶坡度升高,直接承檩,另用一组穿枋联系,构 成两坡屋顶的骨架.其它构件与抬梁式基本相同.主要流行于华东、华南和西南等地区.典型的穿斗式建 筑如图1(b)所示. 3.密梁平顶式:密梁平顶式建筑用纵向柱列承檩,檩间架水平的椽,构成平屋顶.主要流行于新疆、 西藏、内蒙古等地区,以西藏拉萨的布拉达宫为代表.典型的密梁平顶式建筑如图1(c)所示. *收稿日期:2010-05-28  修改稿日期:2011-07-15 基金项目:国家科技支撑 计划 项目进度计划表范例计划下载计划下载计划下载课程教学计划下载 资助项目(2009BAJ28B02) 作者简介:陆伟东(1970-),男,浙江湖州人,教授,主要研究方向为 工程 路基工程安全技术交底工程项目施工成本控制工程量增项单年度零星工程技术标正投影法基本原理 木结构、结构抗震减震. 图1 典型木结构民居形式 Fig.1 Typical forms of wooden houses 1.2 传统木结构民居分布情况 中国传统木结构民居因地域不同,结构形式也大不相同.南方民居主要以穿斗木结构为代表,北方 民居中以抬梁式结构居多.因其结构形式多样,在全国范围分布广泛,按地区分述如下: 1.2.1 西北地区民居 新疆是我国的一个多震地区,地震活动频度高、强度大、分布广.当地居民根据地域特点,建造了富 有特色的木结构建筑.碉房作为新疆等地区广泛采用的建筑形式,主要分为木框架承重式碉房、墙承重 式碉房、墙柱混合承重式碉房等类型,其中木框架承重式碉房是数量较多,最具代表性的结构形式[1]. 甘肃省有4/5的面积处于7度以上的高烈度区,且地震活动频繁.木构架承重房屋是甘肃南部地区 的主要民居类型,具有较为成熟的施工工艺.木构架承重房屋俗称“四梁八柱”,由梁柱檩构成了主体承 重木构架,墙体仅起到围护作用.汶川地震后甘肃地区的灾害调查表明木框架承重结构占到农村房屋的 60%~86%,其震害严重[2]. 陕西、甘肃、宁夏等黄土地区存在大量土木结构建筑,其中分布较广的是木架承重土墙围护房屋,其 中围护墙体的破坏和倒塌是造成经济损失和人员伤亡的主要原因.另外有部分土木混合承重房屋,其抗 震性能欠佳[3]. 1.2.2 西南地区民居 汶川地震后,大量研究人员对四川地区的各种结构震害进行了调研归纳,四川村镇地区木结构建筑 结构形式主要包括土木结构、木构架承重结构和砖木结构三类[4].其中以木构架结构形式居多,土木结 构和砖木结构数量相对较少.而分布较多的穿斗木构架房屋普遍存在围护墙体破坏、倒塌现象. 云南省传统民居的特点是建筑结构简单、造价低廉、因地制宜、就地取材、经济实用.其中可分为以 下几种主要结构类型:木构架承重结构体系,砌体承重结构体系以及生土墙承重结构体系等.昆明理工 大学的研究人员对云南地区村镇建筑进行的研究表明:农村房屋中土木结构约占60%~80%,且抗震 性能欠佳 [5]. 西南地区还存在大量少数民族木结构民居,由于当地的地理环境和民俗原因,大多采用木构架承重 式木结构房屋. 1.2.3 华南地区民居 广西侗族地区的木建筑是其民族传统文化表现形式,其木结构属于典型的干栏式建筑.其木结构建 筑以风雨桥、鼓楼为代表,民居以鼓楼为中心棋盘式散落,多为三层木构架建筑,图2为侗族木结构民 居. 1.2.4 华中地区民居 湖南丘陵地区,因其起伏的地势与多变的地形使得木结构建筑更具优势.在湖南湘西等地区存在着 大量的吊脚楼,如图3所示. 湖北农村地区木结构的主要结构形式有土木结构和砖木结构,其中砖木结构占农村建筑的60%左 564第4期       陆伟东等:中国木结构建筑分布及其震害 右.20世纪80年代以前建造的大多为土木结构,该类房屋为木构架承重,土坯墙作围护墙,房屋高度一 般不超过3m.20世纪80~90年代,农村民居多数采用的是砖木结构建筑,使用木结构的屋架和烧结砖 砌筑的墙体,一般无混凝土构造柱和圈梁. 图2 广西侗族木结构民居 Fig.2 Wooden houses of Dong in GuangXi     图3 湖南吊脚楼民居 Fig.3 Hunanresidential houses on stilts 1.2.5 华东地区民居 江浙地区因其历史地位及经济情况,保存着较多的历史民居,其中木构架结构建筑可以大体归纳为 抬梁式、穿斗式、混合式三类.随着时间的推移,农村木结构民居中的土木结构、砖木结构已逐渐被其他 结构形式取代. 1.2.6 华北及东北地区民居 山西地区农村民居的主要结构形式分为窑洞、砖木结构、土木结构、石木结构及砖混结构等,其中砖 木类结构占全部建筑的60%. 东北地区由于其林业资源丰富,气候寒冷等地域因素,分布着一定数量的原木结构建筑,该类型结 构建造粗犷,牢固耐用,但木材用量大. 1.3 现代木结构建筑 木结构建筑在国外已有一百多年的发展历史,主要包括轻型木结构建筑和胶合木公共建筑,我国的 现代木结构建筑近十几年来有了长足的发展. 1.3.1 轻型木结构建筑 2004年,中国林科院木材工业研究所分别与日本松美公司、加拿大悦庐公司合作,正式启动建造两 幢示范性房屋的项目.2000年以来,轻型木结构建筑在北京、上海等地的房地产开发项目得到一定应 用,另外木结构屋顶在上海市旧房平改坡项目中得到广泛使用,并取得了良好的效果. 汶川地震后,轻型木结构因其良好的抗震性能成为灾后重建首选的结构形式.四川省青川县将现代 轻型木结构建筑推广运用到民房重建项目中.都江堰向娥 小学 小学生如何制作手抄报课件柳垭小学关于三违自查自纠报告小学英语获奖优质说课课件小学足球课教案全集小学语文新课程标准测试题 在重建过程全部采用木结构建筑,成为中 国首个全木结构的学校.图4为重建后的向峨小学木结构食堂. 1.3.2 胶合木结构建筑 公共建筑因其结构形式大多采用了胶合木结构建筑,云南玉龙雪山收费站是近年来木结构交通建 筑的典范.成都蒲江建成了国内体量最大的现代木结构图书馆,该建筑于2009年07月初封顶,大楼分 三层共5300平方米.另外,在大量古建筑的重建及修复工作中也部分使用了现代木结构形式,上海法华 学问寺、杭州香积寺重建项目就是其中典型例子,图5为杭州香积寺木结构建筑.在上海世博会中也涌 现了不少胶合木结构建筑,如温哥华馆、瑞典馆和挪威馆等. 664       西 安 建 筑 科 技 大 学 学 报(自然科学版)        第43卷 图4 向峨小学木结构食堂 Fig.4 The wood dining of Xiang'e Primary     图5 杭州香积寺木结构建筑 Fig.5 Hangzhou Xiangjisi wooden structure 2 木结构主要震害及其原因分析 木结构的震害与其结构形式、支撑情况、杆件之间的连接、节点构造以及围护墙体的构造等因素有 关[6-7].具体的破坏形式主要有: 2.1 承重构件破坏 地震中木构架房屋由于其构件强度不足,或因梁柱连接处截面削弱过大引起应力集中,从而导致破 坏.此类型破坏的房屋中,构件断面大多偏小或立柱对接,从而导致构件强度不足,地震时立柱容易折 断、房屋楼盖以上倾倒或倒塌. 2.2 节点连接破坏 木结构房屋节点多采用榫卯结合,地震过程中容易产生拔榫、折榫现象,导致木构架局部破坏或全 部塌落.木结构中节点的破坏往往造成严重的震害及人员伤亡.图6为震损的榫卯节点. 2.3 屋面破坏 屋面破坏包括溜瓦,屋架震塌或破坏,脊兽、吻兽等震坏、跌落.木构架柱细而梁粗,头重脚轻,地 震反应大,导致屋面破坏严重.穿斗木构架在地震时常出现溜瓦和墙倒顶塌.图7为震后的屋面落瓦 破坏. 图6 榫卯节点破坏 Fig.6 Destruction of Mortise-tenon joint     图7 屋面破坏 Fig.7 Destruction of roof 764第4期       陆伟东等:中国木结构建筑分布及其震害 2.4 墙体破坏 木构架房屋的围护墙多为土坯墙、土筑墙、外砖里坯墙或空斗墙.它们同柱的联系在构造上有全包 柱、半包柱两种形式,但连接均较弱.由于墙体与木构架的自振特性不同,在地震中产生的位移也不相 同,在动荷载作用下极易开裂、酥散,故在地震作用下普遍发生开裂、倾斜以至倒塌的震害.图8为震后 墙体倒塌. 2.5 柱脚滑移 部分木结构建筑立柱安置于柱础上,柱础与木柱柱脚无连接,地震中由于水平晃动容易引起柱脚错 位,严重时柱脚滑脱,导致木柱失效引起构架倒塌.图9为震后柱脚滑移. 图8 墙体破坏 Fig.8 Destruction of walls     图9 柱脚滑移 Fig.9 Column base slipping 2.6 结构体系破坏 木构架房屋的榫结合节点强度和刚度都很低,如未采取斜撑、水平撑等抗侧力措施,稍有松动即退 化为铰接点,仅靠榫卯和檩条连接,不能形成刚性节点,从而使骨架变成了几何可变体系,当地震作用较 大时,构架就会倾斜甚至倒塌;穿斗木构架虽然横向较坚固,但缺乏有效的纵向支撑,地震时容易产生纵 向破坏. 木结构优越的抗震性能,主要是依赖于木结构构件之间的滑移摩擦耗能.但与此同时,地震中木结 构的大变形也会导致其结构的破坏,尤其是榫卯节点的破坏,严重的会导致房屋整体倒塌. 3 结 语 随着我国经济的发展和人民生活水平的不断提高,人们更加注重居住环境的改善.现代木结构因其 良好的抗震性能,低碳环保的环境亲和力必将得到广泛的应用.与此同时,在广大农村的传统民居中,还 存在大量木结构建筑.西南、西北地震高烈度地区还存在着量大面广、危险性大的木构架承重建筑,威胁 人民生命财产安全,应尽快进行抗震鉴定和相应加固修复. 参考文献 References [1] 王及宏,张兴国.康巴藏区木框架承重式碉房的类型研究[J].重庆建筑大学学报,2008,30(6):17-21. 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Distribution of timber structures in China and seismic damages analysis LU Wei-dong,DENG Da-li,JU Xin-peng,CHEN Xiao-wu,YANG Hui-feng (Modern Timber Structure Institute,Nanjing University of Technology,Nanjing 211816,China) Abstract:The history of wooden architecture in China is very long.In addition to the ancient wooden structure,there are still many load-bearing wood construction preserved in the vast rural areas.These buildings are mostly without formal seismic design,so there seismic performance is poor.The earthquake damages of these buildings in previous earthquakes are more serious.People’s lives and property are in great loss.The distribution of timber structures in China is presented in this paper.The timber structures in the Southwest and Northwest of China are emphatically analyzed,associated with seismic damages analysis.There are many timber structures distributed throughout the Southwest and Northwest of Chi- na,frequently stricken by the earthquake.People’s lives and property are in danger.Strengthening and repairing should be employed immediately in these places. Key words:timber structures;Southwest and Northwest of China;seismic damages;seismic behavior. * 964第4期       陆伟东等:中国木结构建筑分布及其震害 *Biography:LU Wei-dong,Professor,Nanjing 211816,P.R.China,Tel:0086-13809040480,E-mail:wdlu@njut.edu.cn
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分类:金融/投资/证券
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