中国古建筑柱架结构

根据建筑空间使用的不同，中国古代木结构建筑柱网有不同的布置方式，如“身内单槽，周匝无副阶”、“副阶周匝身内单槽”、“身内双槽周匝副阶”、“副阶周匝身内金箱斗底槽”等。按分槽柱网，结构柱架层简支搁置在柱顶石上。柱头与上面的栌斗的连接方式有两种：一是水平搁置，二是柱头留有镘头榫，同时斗底留有海眼。与这两种方法相对应，柱底与柱顶石的连接也是水平搁置或留有馒头榫嵌入柱顶石的海眼中。中国木构古建的空间稳定是依靠各个基本间架维系的。各柱按分槽位置布置，由阑额、由额、内额、地栿相搭构成空间稳定的框架间架。基本的结构间架称“间”。梁思成先生从建筑的角度，提出“间”是中国古建的小单位。 无论建筑平面如何变化，柱额层必须是一个独立的稳定的空间体系。简单的结构间架是在形成一个间架的四个立柱端头横向施额枋，纵向施随梁枋，通过榫卯固定，形成空间门式简支框架。梁架层的屋盖，加强柱额层的空间稳定。因此柱架的稳定不依赖基础对柱子的嵌固，柱因下端自由简支，上端嵌固，它们的“跟”不在基础，而在上方的额枋和屋盖，因此柱架像八仙桌。正是由于“间”的套用和扩展才形成丰富多变的平面布局。 大屋顶屋架的主要结构形式 木结构古建筑常会采用大屋顶屋架，如楼、廊、亭、榭等等， 超大的结构会用为钢木屋架，对于每一榻屋架，其作为主要承载结构可以看做梁杆组合结构，根据整个大屋顶屋盖的不同位置，其结构形式也有差别，调查已有建筑物的钢木析架结构形式，不同形状和尺寸的屋架共有7种，其中不同形状的钢木精架有以下七种，如下图所示，分别编号为一号至七号形状屋架。

古建筑之台基知识

古代木结构桥台基础主要由冠顶墩、基岩和冠顶墩下的人工夯土桥台组成。古建筑木结构基础的基本特征、分类和发展、柱脚与基石的连接以及高台基础的使用是古建筑木结构基础的独特风格。 与现代结构建筑不同，为了建筑的美观和外部气势，大多数古代木结构都有高的人工夯土桥台作为结构基础，但高桥台的使用对上部木结构的抗震性能和安全稳定有很大影响。以西安钟楼和鼓楼为例，建立了有限元模型。通过数值模拟分析得出，高基底对结构的高阶频率影响较大，高基底的存在改变了上部结构的动力特性，使得上部结构的位移和加速度响应具有放大效应，通过有限元模拟和昼夜连续的现场监测，得到了地铁列车动荷载和地面交通动荷载共同作用下Xi安钟楼木结构的动力响应。研究表明，钟楼木结构顶部立柱的水平响应速度为5。由于地基高度的增大，在地面运动和地下交通共同作用下，是规范允许值的11~6。59倍。因此，有必要从振源和建筑隔振两个方面对西安钟楼进行保护。 在大多数古代木结构建筑中，柱脚和基石是通过水平摆动和浮动连接的。地震发生时，柱脚的摩擦和滑移可以有效降低地震响应。在深入研究古建筑木结构柱脚摩擦滑移隔震机理的基础上，建立了柱脚摩擦滑移隔震系统模型，给出了柱脚滑移的判断条件。结果表明，当地震作用增加到一定程度时，柱脚出现摩擦滑移。一方面，摩擦可以耗散一部分能量，改变结构的固有频率，从而改变结构在强震下的动力特性，起到减震的作用；另一方面，柱脚的滑移可以提供一部分阻尼，削弱上部结构的有效加速度、相对速度和相对位移谱的峰值，达到明显的隔震效果，使柱脚对地震作用的传递上限为大静摩擦力。