古建木结构及其内陈文物地震反应分析

来源 :中国地震局工程力学研究所 | 被引量 : 14次 | 上传用户:shizijiazuren
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中国古代建筑技术是中华民族创造的辉煌成就,是中国古代文明的重要标志之一。在经历五千多年的发展演变后,结构种类繁多,形式多样,蕴藏着丰富的科学和文化内涵。本文结合《营造法式》、《清式营造则》与《中国古代建筑技术史》等重要古建筑文献资料,对古建木结构的形成历史、发展演化、基本结构原理、结构形式、构造方法和结构功能等进行了阐述,分析中国古代木结构建筑这一独特体系的抗震机理及抗震效果。其次以故宫雨花阁为例进行木结构抗震性能分析。参照有关图纸与实际测量的数据建立雨花阁有限元模型,其中针对榫卯连接的特殊性,根据脉动测试结果,利用弹簧单元来模拟榫卯节点的半刚性。通过对结构在小震、中震、大震三种情况下的时程反应分析,计算结构构件的破坏状况,求出雨花阁各楼层的动力放大效应,其中顶层的加速度放大系数平均达到2.7倍,应引起足够重视,同时为下面章节进行浮放文物的抗震分析提供依据。对已有的木结构试验进行总结,推定古代木结构房屋的弹性和弹塑性层间位移角限值为1/200和1/20,以此来评定木结构在地震下的破坏状态。最后简单介绍汶川地震对于我国浮放文物的破坏现状,总结浮放文物地震反应研究成果,论述了浮放文物的抗滑移、抗倾覆准则,评估雨花阁内浮放文物在地震下的滑移倾覆情况。通过采用软件LS-DYNA验证分析方法的可靠性,并进行了浮放文物地震下滑移倾覆反应的研究,结果表明:竖向地震激励对文物的滑移反应影响显著,在其峰值不大的情况下,竖向地震加速度对文物的倾覆作用可以忽略;在对内部文物抗震分析时,不仅要考虑到楼层的放大作用,还应该兼顾建筑物的滤波作用;尝试多自由度浮放文物滑移倾覆分析,验证了在保证文物滑移距离的前提下,减小文物之间的摩擦系数,可以有效地防止文物的倾覆。
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