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四合院設計

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四合院設計中的抗震結構

作者:  發布時間:2021-03-16 10:25:18

  北京曾經發生過不止一次地震,而每次地震發生時,北京城的民居建筑卻沒有多少倒塌的,哪怕房屋的墻面都被震散了,房子也會屹立不倒。之所以四合院這么堅挺,這和建筑物中的抗震設計有著極大的關聯。

  1、柔性的框架體系

  四合院有著世界上歷史最悠久、持續時間最長、技術成熟度最高的結構體系—柔性的框架體系。中國的傳統木結構,具有框架結構的種種優越性,如“墻倒屋不塌”的功效,但其柔性的連接,又使得它具有相當的彈性和一定程度的自我恢復能力。

  2.整體浮筏式基礎、斗栱、榫卯:抗擊地震的關鍵

  我國古代很少建造平面復雜的建筑,主要采用長寬比小于2:1的矩形。規則的平面形態和結構布局有利于抗震。傳統建筑往往是中間的一間(當心間)最大,兩側的次間、梢間等依次縮小面寬,這樣的設計非常有利于抵抗地震的扭矩。

  中國古代建筑一般由臺基、梁架、屋頂構成,高等級的建筑在屋頂和梁柱之間還有一個斗栱層。中國古代建筑的臺基用現代結構語言描述,堪稱“整體浮筏式基礎”,好比是一艘大船載著建筑漂浮在地震形成的“驚濤駭浪”中,能夠有效地避免建筑的基礎被剪切破壞,減少地震波對上部建筑的沖擊。

  四合院建筑的梁架一般采用抬梁式構造,在構架的垂直方向上,形成下大上小的結構形狀,實踐證明這種構造方式具有較好的抗震性能。優雅的大屋頂是中國古代傳統建筑最突出的形象特征之一,而且對提高建筑的抗震能力也做出過相當的貢獻。形成大屋頂需要復雜結構和大量構件,大大增加了屋頂乃至整個構架的整體性;龐大的屋頂以其自重壓在柱網上,也提高了構架的穩定性。

  除了這些較顯著的手法外,中國古代傳統建筑中還使用了大量的其他技術措施,這些措施是古建筑抗震的關鍵。比如榫卯的使用不但可以承受較大的荷載,而且允許產生一定的變形,在地震荷載下通過變形吸收一定的地震能量,減小結構的地震響應。

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