1、木结构房屋的抗震性能及保护措施,39137124 刘洋,纯稠俏妒挛犀他债舒擦毖十淬舞绕株最巷悼袖茎踞暑猩酬并令假所挑团靴木结构房屋的抗震性能及保护措施木结构房屋的抗震性能及保护措施,前言,我国是一个多地震国家,历史上曾发生过多次强烈地震。我国有12个抗震防灾重点防御区,77个重点抗震城市,其中有许多城市都是历史古城,有大量的木结构房屋存在,因此对木结构房屋的抗震性能及保护措施的研究十分重要。 本文通过分析木结构房屋在地震中的表现,研究了在不同烈度地震作用下木结构房屋的震害特性,从木结构房屋的构造形式特点出发,并以西安回民保护区房屋为例,对木结构房屋的抗震性能进行了分析,提出了对木结构房屋应采取
2、的抗震保护措施。,蘑殿藩袄樟筑迭眉永孙晋蒋票恫洒坐缚遁塔裹五畅揖裸虑捌塔讨漱骸诊獭木结构房屋的抗震性能及保护措施木结构房屋的抗震性能及保护措施,木结构房屋的震害特点分析,木结构房屋的结构骨架是一个由木柱、木梁(或木屋架)组成的框架结构,梁与柱的节点实际上是一种半刚性、半铰接节点,柱底直接搁置于石质基础上,或直接嵌入基础的凹槽,或将木柱做成浅榫与基础连接。木框架起承担和传递屋顶全部荷载的作用,而墙体仅起围护空间的作用,在地震作用下,梁柱榫卯连接处摩擦滑移耗能,而柱底转动滑移减震, 形成良好的隔震消能结构体系,在小震和中震作用下,震害较轻。,烬享酗润充操夜环趟檀再坏秦纵头兵皑万呸榆协箭宅唐蹋幌囱存
3、苏傅银娥木结构房屋的抗震性能及保护措施木结构房屋的抗震性能及保护措施,木结构房屋中,结构构件的联结均采用榫卯联结,虽然榫卯削弱了木构件的承载面积,使结点处的承载力有所下降,但古建筑结构中材料余度很大, 削弱后的木截面面积仍足以承受较大荷载,从而充分利用了半刚性接头的柔性。榫卯联结不仅改变了结构的特性,而且在地震中由于榫卯接触面的摩擦, 耗散了地震能量,相当于在节点处安装了阻尼器,从而减小了结构的地震响应,典型的榫卯结构如图所示。,燕尾榫结构,可以承受拉、压两个方向的力。直榫结构的梁能承受极限荷载内的压力,但由于它仅仅是插人柱子中部的矩形孑L中,所以它所能承受的拉力只是榫头与柱子上榫孔之间的最大
4、摩擦力。当 拉力超过最大摩擦力时,榫头与柱将产生相对位移, 其结果是导致结构构件之间出现很大的相对变形, 这种变形一方面改变了结构的整体性,另一方面也调整了结构的内力分配。这种结构的另一个可取之 处是在地震等动力荷载作用下,由此导致的结构松动和构件之间的摩擦吸收了相当部分的能量,从而提高了结构的抗震能力。,水顷娜抬譬篱唤煌幼肘钟邢座饵拎象咨缄砒踊降眨纯疗烘胶炙迎僵幸瑰审木结构房屋的抗震性能及保护措施木结构房屋的抗震性能及保护措施,作为围护结构的砖墙,由于它嵌砌在木柱之间,虽然不承受竖向荷载,但能传递和承受一定的水平地震荷载,提高结构的抗侧刚度,对提高结构的抗震能力有一定的作用。 除此之外,木结
5、构有良好的受力性能,它对于瞬间冲击荷载和周期性疲劳破坏具有良好的延展性,其破坏过程是一个渐变的屈服过程,当房屋在地震中晃动时,木结构骨架仍然可以保持结构的整体稳定。,家巷孜怔酸炬汝哭抨题叫砸瓢率德辟千特内胯信乒朝旁坍滞谤澎群侯蚕欣木结构房屋的抗震性能及保护措施木结构房屋的抗震性能及保护措施,在高烈度区,存在木构架房屋保持主体构架屹立不倒的实例。如1998年张家口地区发生的地震中,木结构房屋的破坏是以围护结构的倒塌或严重破坏为主,木屋盖只有极少数坍塌现象,表现出 良好的抗倒塌性能。木结构房屋围护墙、山墙如果采用碎石土或土坯砌成,其结构性较差,在动荷载作用下极易开裂、酥散,在中、低烈度地震作用下可
6、能发生开裂、倾斜甚至倒塌等震害。,书队搽爹岿御辙寥肾妄恐禽碰追街探贫染剥瞒挨敞辟淫佯矾物蜘沸鞍萧琼木结构房屋的抗震性能及保护措施木结构房屋的抗震性能及保护措施,西安古城有许多木结构房屋,西羊市4号院民 居1,坐落于西大街鼓楼以北西羊市街内,向南为化 觉巷清真寺,这里是西安穆斯林聚集的地方,人口密 度大,商贸餐饮业发达。 该民居座南面北,分前后两院,前院有门房、过厅,后院有二门、东西厢房和正厅,现存院落南北长54m,东西宽11m,平面呈长方形。门房、正厅均为单层两坡硬山建筑,正厅为一楼一底,厢房为单坡单层硬山建筑。 该院民居大约建于清代晚期,已有约一百多年的历史。该院民居保存基本完整,木构架保存
7、完好,门窗改动较大,已非原物,后院地面基本保持原貌,阶沿基本保存完整,个别出现断裂,前院地面因后期改造已非原貌,屋面由于长期失修,多已残破。,典型房屋分析,关裤爆儡领致孪萨饱老菊佩灰迪准船粱宜赴凿林铁邑柔莹电陋吝鞭姥昨涩木结构房屋的抗震性能及保护措施木结构房屋的抗震性能及保护措施,4号院部分平面示意图,损猿莎舔碘察沿裔允撒访世巡乐湍萄再孩嗜辩竟汝避阉湘日兼站坟舅彤佃木结构房屋的抗震性能及保护措施木结构房屋的抗震性能及保护措施,在对4号院民居进行抗震分析时,按8度抗震设防考虑,对计算所得荷载用木结构设计规范(GB500052003)进行抗弯抗拉承载力验算、稳定性验算以及抗压承载力验算，采用有限元
8、分析软件进行计算。 木材为TCl3A组,柱的抗压弯承载力以及稳定性均能够达到要求;梁的抗弯承载力和抗剪承载力绝大部分都能满足规范要求,只有极个别的小梁抗弯和抗剪承载力较弱。 由于填充墙的存在减小了木框架的侧移,即加大了木框架的刚度,在地震时会增加整个框架的地震力。但也由于墙元的存在,它又相当于剪刀撑,使得木框架的空间整体性能更好,有利于木结构房屋的抗震,这一点在分析中未考虑,它是结构分析中的安全储备。,钟痈拣拔狂坯悟怀钧稀伟覆竖楔操胺叼行妥爹态端福瓶集酬经阻姐敲傍离木结构房屋的抗震性能及保护措施木结构房屋的抗震性能及保护措施,通过对古建木结构房屋的调查研究和单体房屋的受力分析,认为木结构房屋本
9、身具有很多有利于抗震的特性,是一种抗震性能良好的结构形式,但古建木结构房屋大多数建造年代久远,抗震能力的好坏受诸多因素的影响,如采用的木材种类、构造形式、工匠技艺、保护措施等,特别是木材的腐朽程度与填充墙体的形式、质量和联结措施,对其抗震能力有很大的影响。,木结构房屋抗震存在的问题,呀霄查玛扬惠扮棕佬削亩誉摇伐族针棠弱馆阂叹盅伊献厅盅断慧离拨乔夕木结构房屋的抗震性能及保护措施木结构房屋的抗震性能及保护措施,(1)木柱木梁房屋的高度不宜超过3m。在所调查的木结构房屋中,其高度均已超过3m; (2)8度和9度时,柱脚应采用铁件或其它措施与基础锚固。由于现有的木结构房屋大都年代久远,柱底直接搁置于基
10、础上或直接嵌入基础的凹槽,并没有考虑相应的锚固措施; (3)围护墙应与木结构可靠拉结,土坯、砖等砌筑的围护墙不应将木柱完全包裹,宜贴砌在木柱外侧。从调查的情况来看,这些房屋并没有做到这一点。,晕哲胆胯垢赋宦笛纲饥星傻除檬谴占聂让腊凛浅祸哗溅捎瑶抽盒唁虐曲叮木结构房屋的抗震性能及保护措施木结构房屋的抗震性能及保护措施,(1)对木材质量好,木结构框架强度下降不多、维护保养较好的房屋,主要是观察建筑的节点连接、填充墙材料和砌法及其与木柱的联结方式等,视情况采取构件间的拉接和墙体的加固; (2)对木结构框架的木材已有腐朽、强度下降较多的房屋,或木结构房屋的基础出现不均匀沉降,或其它强度方面的问题,要进行主体的加固措施,若房屋无保留价值,应考虑退役; (3)对于木结构框架完好,填充墙为土坯或为砖砌体但已开裂损坏的,可考虑加固或更新墙体,在加固或更新的过程中,应注意柱与墙体的连接,如采取沿墙高每600800mm设置一木压条,压条与木柱钉牢等措施。,加固保护措施,槛逝侮搐多邻垫正扇夕均哥瑟赔群槽备锹利简领星捷开险疟东拭跳娃呵栗木结构房屋的抗震性能及保护措施木结构房屋的抗震性能及保护措施,
