仙游寺法王塔抗震性能評估.pdf

1、仙游寺法王塔(公元601年)位于陜西周至縣黑河峪口，是我國現(xiàn)存唯一的隋代密檐式磚塔，具有重要的科學(xué)、歷史和藝術(shù)價值。經(jīng)歷了多次地震災(zāi)害，但仍然保持基本完好，體現(xiàn)了良好的抗震性能。本文根據(jù)仙游寺法王塔搬遷的實(shí)測資料，研究了法王塔的幾何尺寸和結(jié)構(gòu)構(gòu)造。應(yīng)用ANSYS軟件建立法王塔的有限元分析模型，并對其動力特性進(jìn)行了分析，探討了法王塔的抗震性能，旨在為中國磚石古塔的維修、加固和保護(hù)提供理論依據(jù)和技術(shù)參考。
　　 主要內(nèi)容如下：

2、>　　 1、介紹了磚石古塔的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，分析了磚石古塔的破壞因素。
　　 2、介紹了對磚石古塔抗震性能研究的現(xiàn)狀，總結(jié)了磚石古塔抗震性能分析方法。
　　 3、分析了仙游寺法王塔的結(jié)構(gòu)類型及塔體的破壞狀況，法王塔平面為正方形，共七級，依次由基座、塔身、塔檐和塔頂?shù)戎饕糠纸M成，塔體呈現(xiàn)“筒形”結(jié)構(gòu)。
　　 4、利用有限元軟件ANSYS建立了法王塔的三維實(shí)體模型，并對其結(jié)構(gòu)動力特性進(jìn)行了分析，得出了法王塔模態(tài)分析的兩

3、個動力特性值。探討了網(wǎng)格劃分、臺基、砂漿強(qiáng)度和門洞對動力特性的影響，結(jié)果表明網(wǎng)格劃分形式和臺基對塔體結(jié)構(gòu)動力特性的影響是比較小的，可以不予考慮。但是砂漿強(qiáng)度對其動力特性的影響根大，故在法王塔以后的維護(hù)和修繕中應(yīng)該慎重考慮。
　　 5、將用經(jīng)驗(yàn)公式得出的法王塔自振頻率與本文中利用有限元模型計算得到的自振頻率進(jìn)行了對比，發(fā)現(xiàn)二者相差很小，說明所建立的有限元模型是可信的。
　　 6、因法王塔結(jié)構(gòu)規(guī)則對稱，質(zhì)量和剛度逐層均勻變化

4、，故將塔體結(jié)構(gòu)簡化成變截面的懸臂桿模型，將簡化前的模型得到的自振頻率和簡化后的模型得到的自振頻率值進(jìn)行了比較，發(fā)現(xiàn)二者誤差值在規(guī)范規(guī)定的范圍內(nèi)，因此得出簡化后的的模型是符合要求的。
　　 7、根據(jù)法王塔所處場地類型選取了三條地震波，對所選地震波按抗震設(shè)防烈度進(jìn)行了調(diào)整，對比調(diào)整后的地震波按小震和中震兩種情況輸入，然后對簡化后的法王塔模型進(jìn)行了位移時程反應(yīng)分析，發(fā)現(xiàn)塔體層間位移角從第六層開始放大，說明塔體從第六層開始更容易遭到破壞