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1、侧脚对木结构古建筑抗震性能的影响第9卷第2期2011年4月水利与建筑工程JournalofWaterResolJ2"cesandArchitecturalVo1.9No.2Apr..2011侧脚对木结构古建筑抗震性能的影响姚佩歆,赵鸿铁,薛建阳,郝江华(西安建筑科技大学土木工程学院,陕西西安710055)摘要:为了研究木结构古建筑侧脚的结构作用,首先从力学角度分析了侧脚的抗震机理;而后根据七檩大式殿堂的真实结构特点,建立了有侧脚和无侧脚七檩大式殿堂的有限元模型,对其进行了弹塑性动力分析,得到了檐柱柱头加速度,位移及柱根轴力的地震响应曲线,结果表明木结构古建筑设置侧脚后檐柱柱头加速度峰值,位移
2、峰值以及檐柱轴压力峰值均有不同程度的减小,从而定量的说明了侧脚的结构作用.关键词:古建筑;侧脚;木结构;Ansys中图分类号:TU366.2文献标识码:A文章编号:1672—1144(2011)o2一O119—o4StudyonImpactofLateralFootsonSeismicCharacteristicsofChineseHistoricalTimberBuildingsYAOPei—xin,ZHAOHong—tie,XUEJian—yang,HAOJiang—hua(CollegeofCivilEngineering,Xi∽UniversityofArchitectureandT
3、echnology,Xi'an,Shaanxi710055,China)Abstract:InordertostudythestructuraleffectsofChinesehistoricaltimberbuildingswithlateralfoots,first,theisola—tionmechanismofthelateralfootsiSanalyzedintheviewofmechanics,then,theFEMmodelsofthestructureswithandwithoutthelateralfootsarebuiltbasedontherealcharacters
4、ofatimberframepalacewithsevenpurlins.AttheSaBletime.theelasto.plasticdynamana1)sisiSmadetoobtaintheaccelerationanddisplacementoftheheadofeaves.columnsandtheearthquakeresponsecurvesofaxialforceofthecolumnroot.Theresultsshowthatthepeaksoftheacceleration,displacementandaxialforcewoulddecreaseinvarying
5、degreesaftersettingthelateralloots,whichcouldillustratethestructuraleffectsofthelateralfootsquantitatively.Keywords:historicbuilding;lateralfoot;timberstructure;Ansys在中国古代建筑大木构架中,立柱根据所处的不同位置,常采用侧脚的做法.侧脚是指建筑物的檐柱(最外圈柱子)的底脚,向外侧移动一定的尺寸,而使柱头略向内倾的一种做法,又称为掰升(如图1所示).宋《营造法式》卷五中,对于各柱侧脚的数值均有明确规定:"每屋正面随柱之长,每一尺
6、即侧脚一分.若侧面每长一尺即侧脚八厘,至角柱,其柱首相向各依本法."也就是说一根檐柱,若柱首不动,在面阔方向(正面)柱脚向山面移动0.O1倍柱高,在进深方向(侧面)柱角向外移动0.008倍的柱高,角柱需要同时考虑两边向外移动_】j.如一幢建筑,若檐柱高4m,则面阔向侧脚应为4cm,进深向侧脚应为3.2cm.但是,根据对宋,辽,金,元时期古建筑侧脚尺寸的调查,其比《营造法式》上的规定要大得多,一般可以达到柱高的0.02～0.03倍j.由于侧脚的巧妙应用,形成了中国古建筑特有的斜柱体系,常给人以优美,灵动的造型印象.目前,侧脚的研究偏重于其结构作用的解释,而对其抗震性能的定量分析较少.侧脚是木结
7、构古建筑常见的一种构造方式,对其进行结构上详尽的分析和评价意义重大.1侧脚的抗震作用对于设置有侧脚的柱架,不管是柱脚随地面发生位移,还是质点在柱架上发生侧移而摆离体系的支承摆稳定平衡中心,两侧原来向内倾斜的柱都会收稿日期:2010一O1—06修稿日期:2011-03.01作者简介:姚佩歆(1985一),男(汉族),甘肃武威人,硕士研究生,研究方向为木结构古建筑抗震及其保护.水利与建筑工程第9卷发生同方向的转角
