明代重檐盝頂?shù)钐檬浇Y構抗震性能研究.pdf

1、北京故宮木結構建筑群代表著我國古代建筑的最高水準，承載著我國超過五千年的輝煌文明，如今是我國重要的歷史遺產。這些古建完好的保存為我們無論是對古代科技還是文化等的研究都具有重要的意義。但很多古建木結構在建造時需要考慮一定的政治、文化、宗教等因素，為滿足建筑藝術上的效果，結構上存在一定不足，所以研究此類建筑的抗震性能是非常必要的。故宮是我國古建木結構建筑形式的大匯總，位于故宮中軸線上唯一的一座神殿欽安殿采用的是重檐盝頂結構。重檐盝頂?shù)钐檬浇Y

2、構是殿堂式結構的重要組成部分，與其他殿堂式結構的區(qū)別主要在于其屋頂平的，有四條正脊圍成平頂，屋頂四角為吻獸，下接廡殿頂。本文以故宮欽安殿為例對明代重檐盝頂?shù)钐檬浇Y構進行抗震性能研究，本文主要完成了以下三個方面的內容:
　　(1)通過查閱宋《營造法式》等相關文獻，對我國明代重檐盝頂?shù)钐檬浇Y構的建筑形式，構造特點等進行深入了解。對故宮欽安殿進行實地考察測量，同時考慮故宮欽安殿原型的尺寸以及振動臺的尺寸選擇1∶5的縮尺比?？紤]到縮尺模型

3、斗棋無法完全按照原結構進行縮尺建造，采用一定的簡化方法進行制作。原型結構中藻井等非結構構件由于建造施工不便，未加考慮。根據(jù)故宮欽安殿原型結構中建筑結構圖以及細部施工圖完成1∶5縮尺模型建造。
　　(2)根據(jù)一致相似率確定模型與原型結構在加速度、位移等量上的相似關系，完成了模型結構振動臺試驗。試驗結果表明木結構框架通過榫卯節(jié)點的往復運動以及木材的變形消耗能量;斗棋層具有較好的減震效果，能有效降低上部結構的反應，下層斗棋破壞較上層嚴重

4、;金柱與檐柱之間的相對位移過大會導致榫卯節(jié)點失效;強震動下建筑主體與抱廈之間會發(fā)生碰撞導致抱廈發(fā)生嚴重破壞。明代重檐盝頂結構具有很強的抗震能力，梁柱等結構構件有很強的抗震富裕度。
　　(3)采用有限元ANSYS/LS-DYNA分析軟件，完成了試驗模型的數(shù)值建模。根據(jù)學者現(xiàn)有的對古建木結構的特點和構造措施的相關研究結果，對結構采用一定的簡化措施，其中包括:梁、柱構件均采用彈性單元，不考慮門窗的影響，磚墻與檐柱之間采用固結，不考慮摩擦