木结构之直榫和燕尾榫的比较

在中国古代，木结构的构件主要采用榫卯连接。榫卯节点由榫头和榫眼组成，能够承受一定的弯矩，具有良好的弹性和抵抗水平推力，并允许一定的变形，表现出很强的半刚性特性，可以吸收一定的地震能量，降低结构的地震响应。通过模拟得出以下总结： (1)透榫和燕尾榫是典型的半刚性连接，介于铰链和刚性连接之间。它们的共同特点是能转动，能承受弯矩。榫卯摩擦滑移具有耗能减震功能，是古代木结构抗震性能良好的重要原因。 (2)两种榫卯节点由于结构不同，其力学性能也不同。从骨架曲线可以看出，榫的初始刚度较大，刚度衰减缓慢，没有明显的下降截面，强度高于燕尾榫。但燕尾榫的初始刚度较小，刚度衰减比榫快，出现下降段。 (3)两个榫卯节点的滞回曲线呈倒Z形。试验过程与理论分析一致，滞回区饱满，说明它们具有良好的耗能效果。拟合的弯矩-转角方程和恢复力模型反映了半刚性榫卯连接特性的刚度变化规律，适用于类似木结构的静力传递和结构动力分析计算。 (4)两个榫卯节点的刚度变化属于非线性变化，经历了结构连接阶段、滑动阶段、工作阶段和破坏阶段四个阶段。而且从工作阶段到失效阶段刚度大大降低。可见榫卯一旦被拔出或变形过大，就会失去继续承载的能力。这些基础理论可以为古建筑木结构的抗震性能研究和修复加固提供理论依据。

古建筑地基的做法

从基础到柱根的部分称为古代木结构建筑的基础，对维持上部结构的稳定起主导作用。随着时间的推移，与古代木结构建筑基础相关的实践也在不断发展变化。在古代文献中，有两个文献对我们理解古代建筑有重要作用，一个是清代的工程实践，另一个是宋代的建筑方法。《营造法》主要总结了宋代以前的建筑，其中对古代木结构的研究较多，是木结构研究的重要参考。后来的工程实践是明清建筑的总结，也是古代建筑研究的重要文献。古代木结构建筑的基础可以根据古代建筑的文献进行分类，分为以下几类: 古建筑木结构 1)天然石材基础。 天然岩石地基主要是利用天然岩石作为建筑物的基础，比较特殊。位于山西省五台县的布可吉，采用天然石材地基进行地基处理。使用天然石材做地基，首先要了解天然石材的特性，才能用于地基处理。要了解岩石，要从它的成分和是否有足够的承载力入手，才能保持上部结构的稳定。 2)夯实地基。 夯土地基作为古建筑的基础也有着悠久的历史。河南省发现的宫殿建筑已有相关专家学者调查，认为该建筑群基本采用夯土基础，发现宫殿周围夯土深度较深，夯土坚固性优于其他地方。凤雏县(位于陕西省岐山)的建筑地基也被认为是夯土地基。明代，人们采用夯土技术处理地基，一般采用素土夯实。清代素土夯实技术已不能满足结构的承载力要求，但一些少数民族、一些小型建筑和临时构筑物仍采用素土夯实地基。 3)碎砖、粘土地基。 碎砖粘土技术的基础是夯土技术的改进方案。素土不再用于直接压实，素土中一般掺入碎砖、瓦片、石渣等一些废弃的粗骨料，有助于提高建筑物的强度。古代文献记载，战国时期城墙的地基是用碎砖瓦泥混合而成，以提高地基的强度。南曾基，也在五台山，在柱基础处理下加了瓦和碎砖。碎砖粘土地基的具体操作方法是将碎砖和夯土在建筑基础槽内自下而上分层布置，每层夯实后再夯实下一层。这就是北京故宫建筑中城墙的城门是如何处理的。 4)灰土地基。 灰土地基的操作是将黄土和石灰按一定比例混合，然后铺设在基槽内，然后分层压实，形成灰土地基。灰土地基常用配合比见表1。根据工程尺寸和夯击直径的不同，夯石灰土和小夯石灰土是两种夯击方法，其中大夯石灰土可分为小夯石灰土和大夯石灰土两种。各种建筑都使用大型夯实石灰土。夯击时，夯击数(称为“一罐”)的标准是四个以上，而小夯灰土每罐使用的夯锤较多，一般可分为二十四个夯锤，在灰土地基中，有一种独特的方法是在灰土地基中加入糯米汁，俗称糯米汁灰土地基。