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金屬斗拱的抗震作用

來源:光翔斗拱廠家 日期:2021-07-29 15:06:46

金屬斗拱的抗震作用.png

 金屬斗拱的力學智慧精華在于它的抗震性能。無論是水平向還是豎向的地震波,都不會造成斗拱破壞。發生地震時,斗拱的各個構件之間互相摩擦、擠壓,并產生往復運動,猶如一個運動的機構體系。從能量守恒角度講,地震波的能量傳到斗拱位置時,主要分成了2部分能量:斗拱的內能及斗拱的動能,斗拱內能即自身產生開裂破壞的根本原因,內能越大,斗破壞越嚴重。然而斗拱能量的另一個組成部分即動能占的比例遠大于自身的內能,其原因在于每個斗拱由上百個小構件組成,它們猶如機器的零件一樣,在地震作用下不斷產生各種運動,耗散了大量的地震能量,從而使得斗拱內能的比例很小,因而斗拱在地震作用下幾乎不會產生破壞。事實上,大量的古建震害勘查結果表明,斗拱在地震作用下一般保存完好。不僅如此,地震作用下,斗拱還能產生自動恢復功能,猶如不倒翁一樣,其原因在于斗拱特殊的構造特征。斗拱整體構造特點是上部體積大但構件單體截面尺寸小、下部體積小但構件單體截面尺寸大,其中截面尺寸很大的為方形的坐斗,位于斗拱的底層。這種構造特征使得:一方面斗拱的重量中位于斗拱的下方,斗拱猶如一個矮胖的人,在水平地震力(推拉力)作用下盡管產生搖擺,但是不易傾覆;另一方面坐斗的截面尺寸寬大,這無疑增大了斗拱與其底部的接觸面,金屬斗拱在水平地震作用下產生搖擺時,分別繞著坐斗兩側的支點進行搖擺。而在斗拱搖擺過程中,其上部屋頂的重量迫使斗拱不斷地復位,因而斗拱像不倒翁一樣,不斷地來回擺動。地震波結束后,斗拱又恢復到了初始位置,本身并未受到損害。

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