【摘 要】
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古建筑木结构是我国传统古建筑艺术的瑰宝,承载着中华超过五千年的辉煌文明,是我国重要的历史文化遗产。现存的很多古建筑木结构大多都经历过历史上多次的地震灾害而屹立不倒
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古建筑木结构是我国传统古建筑艺术的瑰宝,承载着中华超过五千年的辉煌文明,是我国重要的历史文化遗产。现存的很多古建筑木结构大多都经历过历史上多次的地震灾害而屹立不倒,但是随着使用年限的增加,木材不可避免地出现材性退化、结构出现整体倾斜等残损。显然,带损古建筑在地震作用下的分析方法是研究古建筑抗震性能的关键,对带损古建筑木结构的抗震性能的研究是对其进行维护加固的重要依据,也是在古建筑保护领域亟待解决的难题。本文以某带损古建筑木结构为例研究了其抗震性能,主要完成了以下三个方面的工作:(1)通过查阅《营造法式》等相关文献,以木结构古建筑中最具特点的斗拱节点为切入点,深入分析了斗拱的构造特点和木材的弹塑性材料参数。并以此为依据在ANSYS有限元分析软件中建立了斗拱的有限元模型。(2)以斗拱节点为研究对象,利用荷载和边界条件的对称性,取1/2典型斗拱节点建立有限元分析模型。分别得到了其在竖向荷载作用的下的承载力曲线和水平低周往复荷载作用下的力-位移滞回曲线与骨架曲线。并根据承载力曲线拟合结果将斗拱竖向力学性能简化为三折线模型,根据骨架曲线中拟合结果将斗拱水平力学性能简化为双折线模型,分析了不同竖向荷载对斗拱水平力学性能的影响。(3)以某带损古建筑木结构寺庙大殿为例,根据现场勘测结果,将榫卯节点、斗拱节点、柱础节点和维护墙体分别简化并建立整体完好和带损有限元模型,并将模型的模态分析结果与现场振动测试的结果对比,验证了有限元模型建立的合理性。采用反应谱分析得到了大殿完好结构和带损结构在VII度多遇地震、设防地震的地震响应,用时程分析得到了VII度罕遇地震、VIII度罕遇地震和Ⅸ度罕遇地震作用下带损模型的地震响应。以木结构典型柱和梁枋体系为研究对象,分析了完好结构和带损结构在不同地震作用下的变形,评估了带损整体结构的抗震性能并给出了后期维护加固建议。
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