浅论应县木塔防灾机理

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1、ChinaUniversityofMiningandTechnology《土木工程概论》浅论应县木塔防灾机理学院：环境与测绘学院专业：环境工程姓名：学号：2013年1月浅论应县木塔防灾机理摘要：作为世界上最高、最古老的木结构佛塔，应县木塔高67.31米。据考证，在近千年的岁月中，应县木塔除经受日夜、四季变化、雷击、风霜雨雪侵蚀外，还遭受了多次强地震袭击，仅裂度在五度以上的地震就冇十儿次。在千年间各种灾害中依然屹立在应州大地上。关键词：应县木塔；雷击；地震；灾害；前言：全称释迦塔：佛宫寺释迦塔，中国辽代高层木结构

2、佛塔。在山西省应县城内西北隅佛宫寺内。因塔内供释迦佛，故名。乂因塔身全是木制构件叠架而成，所以俗称应县木塔。佛宫寺建于辽代，历代重修，现存牌坊、钟鼓楼、犬雄宝殿、配殿等均经明清改制，惟辽清宁二年(1056)建造的禅迦塔巍然独存，后金明昌二至六年(1191〜1195)曾予加固性补修，但原状未变，是世界现存最古老最高大的全木结构高层塔式建筑。1933年中国营造学社梁思成对木塔进行考察研究，1935年实地测绘，1962年文物出版社乂曾了以补测考察，古建研究专家陈明达编著了《应县木塔»o1961年屮华人民共和国国务院公

3、布为全国重点文物保护单位。建筑结构的奥妙、周边环境的特殊性，加上人为保护的因素，木塔千年不倒，存在着一定的合理性。古代工匠们实践了千年后的现代建筑理论从30年代开始，中国许多专家学者就对木塔千年不倒之木塔外观为五层，而实际为九层。每两层之间都设有一个暗层。这个暗层从外看是装饰性很强的斗拱平座结构，从内看却是坚固刚强的结构层，建筑处理极为巧妙。在历代的加固过程中，又在暗层谜进行了潜心研究和探索。一、减震设计(―)结构中国工程院院士叶可明和江欢成认为，保证木塔千年不倒的原因首先从结构力学的理论上來看，木塔的结构非常

4、科学合理，卯桦结合，刚柔相济，这种刚柔结合的特点有着巨大的耗能作用，这种耗能减震作用的设计，甚至超过现代建筑学的科技水平。从结构上看，一般古建筑都采取矩形、单层六介或八也形平面。而木塔是采用两个内外相套的八角形，将木塔平而分为内外槽两部分。内槽供奉佛像，外槽供人员活动。内外槽之间乂分别有地袱、栏额、普柏檢和梁、桁等纵向横向相连接,构成了一个刚性很强的双层套桶式结构。这样，就大大增强了木塔的抗倒伏性能。内非常科学地增加了许多弦向和经向斜撐,组成了类似于现代的框架构层。这个结构层具有鮫好的力学性能。有了这四道圈梁，

5、木塔的强度和抗震性能也就大大增强了。图2-应县木塔结构整体与局部效果图Q图示为应县木塔内外两个相套的八角形结构，使木塔在结构匕更加稳定（二）斗拱斗拱是中国古代建筑所特有的结构形式，靠它将梁、柿、柱连接成一体。由于斗拱之间不是刚性连接，所以在受到大风地震等水平力作用吋，木材Z间产生一定的位移和摩擦，从而可吸收和损耗部分能量，起到了调整变形的作用。除此Z外，木塔内外槽的平应斗拱与梁柿等组成的结构层，使内外两圈结合为一•个刚性整体。这样，--柔一刚便增强T木塔的抗震能力。应县木塔设计有近六十种形态各异、功能有别的斗拱

6、，是屮国古建筑屮使用斗拱种类最多，造型设计最精妙的建筑，堪称一座斗拱博物馆。斗拱在中国古建筑小起着十分重要的作用，主一、它位于柱与梁Z间，由屋面和上层构架传下来的荷载，要通过斗拱传给柱子，再由柱传到基础，因此，它起着承上启下，传递荷载的作用。二、它向外出挑，可把最外层的桁植挑出一定距离，使建筑物出檐更加深远，造形更加优美、壮观。在它成型Z后很长一段吋间内，被作为构件大小的基本尺度（“模数”制）后來的斗拱逐渐变为装饰（后來采用砖墙，出檐变近许多，作用减少），也是区别建筑等级的标志。越高贵的建筑斗拱越复杂、繁华。三

7、、它构造精巧，造形美观，如盆景，似花篮,要有四个方面:又是很好的装饰性构件。四、樺卯结合是抗原的关键。这种结构和现代梁柱框架结构极为类似。构架的节点不是刚接，这就保证了建筑物的刚度协调。遇有强烈地震时，采用樺卯结合的空间结构虽会“松动”却不致“散檐采用斗拱形式的较Z没冇斗拱的，在同样的地展烈度下抗震能力要强得多。斗拱是樺卯结合的一种标准构件，是力传递的中介。过去人们一直认为斗拱是建筑装饰物，而研究证明，斗拱把屋檐重最均架”，消耗地震传来的能量，使整个房屋的地震荷匀地托住，起到了平衡稳定作用。载人为降低，起了抗震

8、的作用。中国古建筑屋顶挑m3-w「卜棺爼段（三）地质基础土质疏松，呈软塑状。本层组物质分布在地表，是1993年，国家地爲局地球物理研究所、地矿部人类近期堆积的土层。据访，原木塔周围高低不平,华北石汕局第九普杏人队等十几个科研部门，曾对并冇许多积水坑。这些低凹的水坑就是用这些物质木塔塔院及周围地质状况进行详尽勘察，发现木塔基土主要由粘土及砂类组成，工程地质条件非常好，其承载力远大于木塔付