中國高臺基木結(jié)構(gòu)古建筑動力特性及地震反應研究.pdf

1、中國木結(jié)構(gòu)古建筑是東方古建筑的杰出代表，堪稱人類建筑史上的一朵奇葩。
　　 本文就其中一種建筑形式即高臺基木結(jié)構(gòu)古建筑進行了研究。為了更好的研究該類建筑，以西安鼓樓為例，建立相應的有限元模型并通過數(shù)值計算來研究鼓樓的抗震性能。通過對西安鼓樓的有限元分析，得出了這類建筑的動力特性及地震反應規(guī)律，并為分析該類建筑提供一種方法，同時也可為該類建筑的保護、維修、加固提供理論依據(jù)和技術(shù)參考。
　　 高臺基木結(jié)構(gòu)古建筑與普通木結(jié)構(gòu)古

2、建筑的區(qū)別在于其擁有高臺基。為了更好理解該類建筑形式，本文簡單的對中國木結(jié)構(gòu)古建筑的地基基礎(chǔ)進行了闡述；
　　 并對高臺基木結(jié)構(gòu)古建筑最原始的建筑形式即高臺古建筑進行了敘述。在此基礎(chǔ)上，通過利用ANSYS有限元分析軟件分別建立了鼓樓下部高臺基、上部木結(jié)構(gòu)、整體結(jié)構(gòu)的三維有限元模型，其中高臺基考慮高臺體和臺基兩部分；柱礎(chǔ)與木柱的連接形式采用水平彈簧單元來模擬實現(xiàn)摩擦滑移；考慮榫卯節(jié)點半剛性特點：
　　 斗棋按阻尼器處理；厚

3、重屋蓋采用集中質(zhì)量方法處理。上述建模時所用的材料物理力學參數(shù)和彈簧剛度值均采用試驗得出的有關(guān)結(jié)果。通過模態(tài)分析，研究了它們的動力特性規(guī)律；對上部木結(jié)構(gòu)和整體結(jié)構(gòu)輸入地震波進行時程分析，得出其地震反應特點，這里主要是研究高臺基對上部術(shù)結(jié)構(gòu)的動力特性及地震反應的影響規(guī)律。
　　 通過模態(tài)分析，得到高臺基的頻率相對比較密集，相鄰的頻率相差不大，表現(xiàn)比較穩(wěn)定；木結(jié)構(gòu)的自振頻率變化幅度較大且容易分散，表現(xiàn)不是很穩(wěn)定；在整體結(jié)構(gòu)自振頻率中，

4、其前四階頻率較接近于術(shù)結(jié)構(gòu)的頻率，后面的頻率接近于高臺基的頻率，高臺基主要對結(jié)構(gòu)高階頻率影響較大。高臺基的振型主要是以水平振動和扭轉(zhuǎn)振動為主；木結(jié)構(gòu)的振型主要以水平滑移振動和彎曲扭轉(zhuǎn)振動為主；
　　 整體結(jié)構(gòu)的前四階振型主要是以木結(jié)構(gòu)振動為主，后面的振型主要是由木結(jié)構(gòu)隨著高臺基的振動而一起振動，改變了上部木結(jié)構(gòu)的動力特性?？梢?，分析高臺基術(shù)結(jié)構(gòu)古建筑的動力特性時必須考慮高臺基的影響。
　　 時程分析結(jié)果表明，上部木結(jié)構(gòu)的

5、柱頂位移隨著地震激勵的增大而增大；整體結(jié)構(gòu)的柱頂位移也隨著地震激勵的增大而增大；整體結(jié)構(gòu)柱頂?shù)膫?cè)移相對于本結(jié)構(gòu)柱頂?shù)膫?cè)移增大幅度均值在20.478％以上。木結(jié)構(gòu)的動力放大系數(shù)隨著地震激勵的增大反而減小，而且平均動力放大系數(shù)均小于0 779；整體結(jié)構(gòu)的動力放大系數(shù)也呈遞減趨勢，平均動力放大系數(shù)均小于1.386，整體結(jié)構(gòu)柱頂?shù)膭恿Ψ糯笙禂?shù)相對于木結(jié)構(gòu)柱頂?shù)膭恿Ψ糯笙禂?shù)增大倍數(shù)均在0.818以上；高臺基對上部木結(jié)構(gòu)柱頂?shù)奈灰坪图铀俣榷加蟹糯笮?/p>