應(yīng)縣木塔的糾偏方案及結(jié)構(gòu)性能研究.pdf

1、應(yīng)縣木塔是世界上現(xiàn)存最高的古代木結(jié)構(gòu)建筑，也是我國現(xiàn)存的唯一純木質(zhì)結(jié)構(gòu)大塔，為全國第一批重點(diǎn)文物保護(hù)單位。
　　應(yīng)縣木塔建于公元1056年，為八角形樓閣式木塔，全部由木材以榫卯咬合搭建而成。全塔采用了四百多組形態(tài)各異的斗棋，成為木塔最具特色的部分。由于受到近千年的負(fù)荷承重、地震損害、材質(zhì)老化以及人為損壞等，使得木塔變形和損傷嚴(yán)重，其中第二層變形最為嚴(yán)重。隨著時(shí)間的增長，結(jié)構(gòu)傾斜與扭轉(zhuǎn)變形、構(gòu)件開裂和損傷的情況有惡化的趨勢，木塔亟待

2、修繕加固。
　　本論文在國家自然科學(xué)基金重點(diǎn)項(xiàng)目《古建木構(gòu)的狀態(tài)評(píng)估、安全極限與性能保持》(51338001)的框架下，依據(jù)揚(yáng)州大學(xué)古建筑保護(hù)課題組研制的三種糾偏復(fù)位方法:水平張拉復(fù)位方法、內(nèi)部“頂撐-張拉”復(fù)位方法以及頂升-張拉復(fù)位方法，設(shè)計(jì)了復(fù)位力系的布置方案;采用有限元數(shù)值模擬的方法，開展了復(fù)位力系作用下木塔結(jié)構(gòu)性能的研究。論文主要完成以下研究工作:
　　(1)應(yīng)縣木塔損傷特征及修繕方案的分析評(píng)價(jià)。依據(jù)文獻(xiàn)資料和現(xiàn)場勘

3、查報(bào)告，對應(yīng)縣木塔的損傷狀況做了系統(tǒng)的分析，對歷史上的修繕工程及目前的修繕建議方案做了歸納，參照文物保護(hù)的原則對各種修繕方案的特點(diǎn)進(jìn)行了評(píng)價(jià)。
　　(2)基于損傷現(xiàn)狀和變形機(jī)制的應(yīng)縣木塔有限元模型的建立。結(jié)合應(yīng)縣木塔殘損現(xiàn)狀的研究資料，提出了反映構(gòu)件損傷狀況的梁柱構(gòu)件分段調(diào)整有效面積、鋪?zhàn)鞣侄握{(diào)整剛度的有限元建模方法，并運(yùn)用商業(yè)軟件ANSYS構(gòu)建了體現(xiàn)木塔變形和損傷特征的梁單元有限元模型，作為本論文復(fù)位方案模擬分析的基本模型。

4、r>　　(3)應(yīng)縣木塔在復(fù)位力系作用下的結(jié)構(gòu)性能模擬分析。依據(jù)應(yīng)縣木塔水平張拉復(fù)位、內(nèi)部“頂撐-張拉”復(fù)位和頂升-張拉復(fù)位三種方法的基本思路，針對應(yīng)縣木塔的損傷變形特征，設(shè)計(jì)了具體的復(fù)位力系布置方案;運(yùn)用ANSYS對木塔在各種復(fù)位力系作用下的樓層復(fù)位狀態(tài)、構(gòu)件最大應(yīng)力進(jìn)行了計(jì)算機(jī)模擬分析。
　　(4)應(yīng)縣木塔在復(fù)位力系作用下的結(jié)構(gòu)性能評(píng)價(jià)。以“整體結(jié)構(gòu)有效復(fù)位、構(gòu)件應(yīng)力增量最小且最大應(yīng)力小于容許值”為目標(biāo)，對應(yīng)縣木塔在復(fù)位力系作用