多層木結(jié)構(gòu)古建筑的抗震性能及破壞評估研究.pdf

1、西安明城墻永寧門（南門）城門，原為隋唐長安皇城和唐末韓建所筑新城的安上門，唐末至北宋封閉了朱雀門、含光門，故至清代城墻南面僅開此一門。此門為明洪武七至十一年建成，取永保安寧之義，包括城樓、箭樓、閘樓、門外有甕城、月城，為西安府城南的重要門戶。在1926年被劉鎮(zhèn)華的鎮(zhèn)嵩軍焚毀，現(xiàn)為了恢復(fù)西安城墻形制的完整性，對其箭樓進行復(fù)建，并依據(jù)現(xiàn)代結(jié)構(gòu)抗震規(guī)范對其抗震性能、結(jié)構(gòu)損傷及滯回耗能之間內(nèi)在機制進行研究。
　　本文即以西安城墻永寧門復(fù)建

2、工程為背景，按照清工部《工程做法則例》規(guī)制，制作縮尺比為1:6的直榫柱架模型、多攢斗拱模型和短柱模型，以及箭樓結(jié)構(gòu)中部三間木構(gòu)架模型，通過對其進行擬靜力試驗和地震模擬振動臺試驗，分析研究了三個構(gòu)件模型在擬靜力試驗下的受力狀態(tài)和破壞特征；通過對模擬振動臺試驗現(xiàn)象觀察和結(jié)構(gòu)損傷分析，得出了模型結(jié)構(gòu)在不同地震工況下的位移反應(yīng)和加速度反應(yīng)的變化趨勢；根據(jù)結(jié)構(gòu)層間剪力和位移的滯回曲線得出結(jié)構(gòu)各個部分吸收或耗散的能量，從而建立結(jié)構(gòu)損傷和滯回耗能之間

3、的對應(yīng)關(guān)系。并得出了以下結(jié)論：
　?。?）對直榫柱架、多攢斗拱層和短柱構(gòu)件縮尺模型的擬靜力試驗現(xiàn)象和構(gòu)件破壞特征的分析研究，得出地震作用下木結(jié)構(gòu)古建筑構(gòu)件破壞的主要形式。
　　（2）通過對縮尺比1:6的永寧門（南門）箭樓模型進行的地震模擬振動臺試驗數(shù)據(jù)進行分析，得出木結(jié)構(gòu)古建筑在不同地震激勵作用下的結(jié)構(gòu)動力特性及其地震反應(yīng)特征，結(jié)果表明，隨著地震激勵作用的增強,結(jié)構(gòu)的耗能能力也隨之增大，柱架層的耗能減震作用最明顯。
　

4、?。?）為了掌握永寧門（南門）箭樓在地震作用下的破壞過程和狀態(tài)，對震后其破壞程度做出合理評估，基于柱架直榫榫卯節(jié)點、斗拱結(jié)構(gòu)層和柱礎(chǔ)層在低周水平反復(fù)載作用下的滯回耗能特性和能量耗散原理，將柱架直榫榫卯節(jié)點、斗拱結(jié)構(gòu)層和柱礎(chǔ)層看做三個主要耗能構(gòu)件，計算其在不同地震工況下各耗能構(gòu)件的―構(gòu)件破壞總耗能；基于構(gòu)件的―構(gòu)件破壞總耗能和各構(gòu)件在地震工況下耗能狀況建立主要耗能構(gòu)件在不同地震作用下的破壞模型；引入能量分配系數(shù)建立主要耗能構(gòu)件破壞狀態(tài)與整