西安永寧門箭樓城墻穩(wěn)定性及其結(jié)構(gòu)性能分析.pdf

1、中國(guó)木結(jié)構(gòu)古建筑具有其獨(dú)特的結(jié)構(gòu)體系，是我國(guó)重要的古建筑文化遺產(chǎn)，具有寶貴的歷史、藝術(shù)和科學(xué)研究?jī)r(jià)值，所以研究中國(guó)木結(jié)構(gòu)古建筑的結(jié)構(gòu)特性具有重大意義。木結(jié)構(gòu)古建筑的榫卯連接是介于鉸接和剛接的半剛性連接，在對(duì)木結(jié)構(gòu)古建筑進(jìn)行有限元分析時(shí)，常用彈簧單元模擬榫卯連接的半剛接特性，本文采用非線性接觸法得到了榫卯連接的各方向剛度值。并結(jié)合相關(guān)文獻(xiàn)塒斗栱的結(jié)構(gòu)特性進(jìn)行了分析：給出了斗栱在水平荷載和豎向荷載作用下的P-△線性強(qiáng)化彈塑性模型；另外還給出

2、了斗栱在水平和豎向地震作用下的運(yùn)動(dòng)方程。
　　 本文以西安城墻永寧門(南門)箭樓為研究對(duì)象，為了分析城墻的位移變形和其穩(wěn)定性，采用有限元軟件ANSYS建立了城墻有限元模型，對(duì)其在不同荷載作用、防空洞影響等情況下進(jìn)行了分析，根據(jù)城墻位移變形和土體塑性擴(kuò)展分析，認(rèn)為城墻在上部建筑物荷載等一般荷載(不大于70kpa)作用下是安全的。
　　 為了分析木結(jié)構(gòu)古建筑的結(jié)構(gòu)特性，分別對(duì)箭樓木結(jié)構(gòu)模型進(jìn)行了靜力分析和動(dòng)力分析：
　

3、　 采用有限元軟件SAP2000建立了箭樓有限元模型，并對(duì)其進(jìn)行靜力分析，通過(guò)對(duì)結(jié)構(gòu)構(gòu)件強(qiáng)度的驗(yàn)算，結(jié)果表明結(jié)構(gòu)在靜力作用下是安全的，而且還有很大強(qiáng)度富裕(約50％)。
　　 通過(guò)對(duì)三個(gè)模型(柱腳剛接、鉸接和平擺浮擱連接)的模態(tài)分析，分別得到了其前12階周期，經(jīng)過(guò)對(duì)比表明，木結(jié)構(gòu)柱腳與柱礎(chǔ)的平擺浮擱連接方式，能夠延長(zhǎng)結(jié)構(gòu)的周期，其中前三個(gè)周期變化較明顯，分別比柱腳剛接、鉸接時(shí)延長(zhǎng)了約40％、20％。
　　 通過(guò)對(duì)木結(jié)構(gòu)