明代重檐盝頂?shù)钐檬浇Y(jié)構(gòu)抗震性能研究.pdf

1、北京故宮木結(jié)構(gòu)建筑群代表著我國古代建筑的最高水準(zhǔn)，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(chǎn)。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(jié)構(gòu)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(shù)上的效果，結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)。重檐盝頂?shù)钐檬浇Y(jié)

2、構(gòu)是殿堂式結(jié)構(gòu)的重要組成部分，與其他殿堂式結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)進(jìn)行抗震性能研究，本文主要完成了以下三個方面的內(nèi)容:
　　(1)通過查閱宋《營造法式》等相關(guān)文獻(xiàn)，對我國明代重檐盝頂?shù)钐檬浇Y(jié)構(gòu)的建筑形式，構(gòu)造特點等進(jìn)行深入了解。對故宮欽安殿進(jìn)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。考慮到縮尺模型

3、斗棋無法完全按照原結(jié)構(gòu)進(jìn)行縮尺建造，采用一定的簡化方法進(jìn)行制作。原型結(jié)構(gòu)中藻井等非結(jié)構(gòu)構(gòu)件由于建造施工不便，未加考慮。根據(jù)故宮欽安殿原型結(jié)構(gòu)中建筑結(jié)構(gòu)圖以及細(xì)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(jié)構(gòu)在加速度、位移等量上的相似關(guān)系，完成了模型結(jié)構(gòu)振動臺試驗。試驗結(jié)果表明木結(jié)構(gòu)框架通過榫卯節(jié)點的往復(fù)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(jié)構(gòu)的反應(yīng)，下層斗棋破壞較上層嚴(yán)重

4、;金柱與檐柱之間的相對位移過大會導(dǎo)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(dǎo)致抱廈發(fā)生嚴(yán)重破壞。明代重檐盝頂結(jié)構(gòu)具有很強的抗震能力，梁柱等結(jié)構(gòu)構(gòu)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?zāi)Ｐ偷臄?shù)值建模。根據(jù)學(xué)者現(xiàn)有的對古建木結(jié)構(gòu)的特點和構(gòu)造措施的相關(guān)研究結(jié)果，對結(jié)構(gòu)采用一定的簡化措施，其中包括:梁、柱構(gòu)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(jié)，不考慮摩擦