地铁对砖石古塔的安全性影响研究

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我国是文明古国,有着7000多年的建筑历史,现保存着丰富的砖石古塔建筑。砖石古塔是我国古代高耸建筑的杰出代表,融合了外来文化与中国传统文化建筑艺术的精华。砖石古塔由于年代久远,受到环境因素如风雨侵蚀、湿度和温度的变化,结构内部存在细微损伤,其结构的耐久性、抗震性日渐衰退,对于地层沉降和振动更为敏感。近年来,地铁由于其运量大、速度快、方便、舒适、环保等优点在我国得到了迅猛发展。然而地铁在线路规划时需要考虑交通线网和人流等因素,所以很多地铁线路临近甚至穿越了砖石古塔历史建筑。地铁的施工引起的沉降以及运营引起的长期微幅振动均会对砖石古塔造成不可逆转的损害。为了让砖石古塔向更多的人们展现它的魅力,发扬我国古代文明的建筑艺术,本文以洪山宝塔为研究对象,系统地研究了地铁线路距离此类砖石结构古塔的安全防护距离。具体工作如下:1、综合国内外的文献资料,对各国历史建筑规范和指南进行系统的归纳和总结,最终确定本文对洪山宝塔振动评价所采用的标准。2、确定洪山宝塔环境脉动测试方案,对其进行现场实测,得到1、3、5、7层的水平加速度,将数据进行分析处理,得到了洪山宝塔前二阶的自振频率。3、采用大型通用有限元分析软件ANSYS,建立洪山宝塔有限元模型。综合考虑了弹性模量、门窗洞口以及单元尺寸划分的粗细程度对模型的影响,将模型与实测的结果进行对比,确定了最终的计算模型。输入了距离北京地铁四号线圆明园站中心线路不同距离的地面加速度,算得洪山宝塔承重结构最高处的水平振动速度,利用《古建筑防工业振动技术规范》提供的限值对其进行评价,得出了安全防护距离。最后,在总结全文工作的基础上,对进一步研究提出了建议和展望。
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