應縣木結構古塔動力特性及地震響應分析.pdf

1、為了對山西省應縣木結構古塔進行有效的保護，本文采用理論現(xiàn)場測試和有限元數(shù)值計算相結合的方法，對應縣木結構古塔動力特性及地震響應進行了研究與分析，具體進行了以下幾個方面的工作： 1、試驗研究 通過一系列常時微動試驗，得到了木塔的結構振型周期阻尼比等振動參量，系統(tǒng)研究分析應縣木塔的結構性能、殘損狀況及對木結構的損傷進行識別。 2、理論分析 建立了基于動力特性的木塔結構健康診斷

2、和損傷定量識別方法該方法建立在木結構古塔的微動測試基礎上，通過結構的固有頻率及其變化，附加邊界條件和初始條件，確定結構的剛度及其變化，定量評估結構在荷載作用下的響應規(guī)律。 3、有限元數(shù)值分析 將試驗研究結果結合古建筑結構構造研究，進行結構有限元動力分析，結構抗震方法系統(tǒng)分析系統(tǒng)研究了中國古代木結構建筑的結構性能抗震機理及抗震效果，論述了中國古代木構建筑柔性抗震的結構體系和方法，分析古建筑木結構受力機理振動

3、反應模式和破壞模式，確定結構計算簡圖，振動模型，并結合試驗結果進行殿堂結構地震反應分析方法探討，給出適用于古建殿堂木結構的抗震分析方法及結構動力方程。 ①引入梁單元組模擬斗拱連接，從而建立具有斗拱較細致結構的有限元計算模型通過有限元分析確定斗拱這種復雜連接的剛度及地震響應特性木塔整體結構中斗拱單元，簡化為具有特殊剛度的非線性梁單元通過此方法，確立一套建立中國木結構古建筑計算模型的簡單有效的方法。 ②對木塔

4、進行了模態(tài)分析，計算結果與實測結果符合良好對木塔的模態(tài)分析結果表明，其第二和第三層承受較大的應力，且容易產生變形，現(xiàn)實殘損情況也表明了這一點。 ③對木塔進行了地震作用分析不同烈度地震作用下木塔的結構響應表明，地震烈度的增加只在第二層引起較大的應力增加，這與木塔現(xiàn)實殘損變形集中在第二層的現(xiàn)象一致計算結果可為古塔的維護和修繕提供理論依據。 4、木結構古塔的健康診斷和加固維修方法 提出了木結構古