應(yīng)縣木結(jié)構(gòu)古塔動(dòng)力特性及地震響應(yīng)分析.pdf

1、為了對(duì)山西省應(yīng)縣木結(jié)構(gòu)古塔進(jìn)行有效的保護(hù)，本文采用理論現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試和有限元數(shù)值計(jì)算相結(jié)合的方法，對(duì)應(yīng)縣木結(jié)構(gòu)古塔動(dòng)力特性及地震響應(yīng)進(jìn)行了研究與分析，具體進(jìn)行了以下幾個(gè)方面的工作： 1、試驗(yàn)研究 通過(guò)一系列常時(shí)微動(dòng)試驗(yàn)，得到了木塔的結(jié)構(gòu)振型周期阻尼比等振動(dòng)參量，系統(tǒng)研究分析應(yīng)縣木塔的結(jié)構(gòu)性能、殘損狀況及對(duì)木結(jié)構(gòu)的損傷進(jìn)行識(shí)別。 2、理論分析 建立了基于動(dòng)力特性的木塔結(jié)構(gòu)健康診斷

2、和損傷定量識(shí)別方法該方法建立在木結(jié)構(gòu)古塔的微動(dòng)測(cè)試基礎(chǔ)上，通過(guò)結(jié)構(gòu)的固有頻率及其變化，附加邊界條件和初始條件，確定結(jié)構(gòu)的剛度及其變化，定量評(píng)估結(jié)構(gòu)在荷載作用下的響應(yīng)規(guī)律。 3、有限元數(shù)值分析 將試驗(yàn)研究結(jié)果結(jié)合古建筑結(jié)構(gòu)構(gòu)造研究，進(jìn)行結(jié)構(gòu)有限元?jiǎng)恿Ψ治?，結(jié)構(gòu)抗震方法系統(tǒng)分析系統(tǒng)研究了中國(guó)古代木結(jié)構(gòu)建筑的結(jié)構(gòu)性能抗震機(jī)理及抗震效果，論述了中國(guó)古代木構(gòu)建筑柔性抗震的結(jié)構(gòu)體系和方法，分析古建筑木結(jié)構(gòu)受力機(jī)理振動(dòng)

3、反應(yīng)模式和破壞模式，確定結(jié)構(gòu)計(jì)算簡(jiǎn)圖，振動(dòng)模型，并結(jié)合試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行殿堂結(jié)構(gòu)地震反應(yīng)分析方法探討，給出適用于古建殿堂木結(jié)構(gòu)的抗震分析方法及結(jié)構(gòu)動(dòng)力方程。 ①引入梁?jiǎn)卧M模擬斗拱連接，從而建立具有斗拱較細(xì)致結(jié)構(gòu)的有限元計(jì)算模型通過(guò)有限元分析確定斗拱這種復(fù)雜連接的剛度及地震響應(yīng)特性木塔整體結(jié)構(gòu)中斗拱單元，簡(jiǎn)化為具有特殊剛度的非線(xiàn)性梁?jiǎn)卧ㄟ^(guò)此方法，確立一套建立中國(guó)木結(jié)構(gòu)古建筑計(jì)算模型的簡(jiǎn)單有效的方法。 ②對(duì)木塔

4、進(jìn)行了模態(tài)分析，計(jì)算結(jié)果與實(shí)測(cè)結(jié)果符合良好對(duì)木塔的模態(tài)分析結(jié)果表明，其第二和第三層承受較大的應(yīng)力，且容易產(chǎn)生變形，現(xiàn)實(shí)殘損情況也表明了這一點(diǎn)。 ③對(duì)木塔進(jìn)行了地震作用分析不同烈度地震作用下木塔的結(jié)構(gòu)響應(yīng)表明，地震烈度的增加只在第二層引起較大的應(yīng)力增加，這與木塔現(xiàn)實(shí)殘損變形集中在第二層的現(xiàn)象一致計(jì)算結(jié)果可為古塔的維護(hù)和修繕提供理論依據(jù)。 4、木結(jié)構(gòu)古塔的健康診斷和加固維修方法 提出了木結(jié)構(gòu)古