發(fā)布時間：2018-09-19 16:09

【摘要】：與唐宋時期相比，明清時期的木結構古建筑在建筑外形和結構性能方面有較大差異：斗h1層抗側剛度變大，構架卷殺簡化，結構的整體性增強。西安城墻永寧門箭樓是明清時期典型的多層廳堂式結構，于1926年毀于兵燹，為恢復西安城墻完整的形制，對其進行復建，按現(xiàn)代對古建筑復建的要求，需對其抗震性能進行分析。 本文以永寧門箭樓為原型，按照清工部《工程做法則例》的規(guī)制，設計制作了縮尺比為1:6的局部縮尺模型，并對其進行了地震模擬振動臺試驗，對加載過程中的試驗現(xiàn)象進行了觀察；分析了模型結構的位移反應（包括相對柱腳的位移反應、層間位移反應、層間位移角）、加速度反應（包括絕對加速度反應、各層及整體結構的動力放大系數(shù)）、層間剪力（各層剪力分布及剪力—層間位移滯回曲線）、節(jié)點彎矩及能量的輸入及耗散情況，得出了以下結論： （1）隨著臺面地震激勵的增大，模型結構節(jié)點剛度逐漸下降且變得均勻，扭轉現(xiàn)象及扭轉振型逐漸消失，結構的自振頻率逐漸衰減，阻尼比逐漸增大，說明模型結構逐漸發(fā)生損傷； （2）柱腳及斗h1層具有了隔振作用；二層為模型結構的薄弱層； （3）在臺面地震激勵為蘭州波500Gal時，二層層間位移角達到1/9，但是試驗模型仍未倒塌，說明木結構古建筑在地震作用下具有良好的變形性能； （4）在模型結構中，柱架層的減震作用最大，說明榫卯節(jié)點具有良好的減振性能，抗震性能良好； （5）由于柱腳滑移隔震、榫卯節(jié)點轉動耗能減震以及斗h1層這一柔性連接結構的存在，木結構古建筑屬于長周期結構，其對短周期的地震波具有較好的隔震、減振作用，但受長周期地震波的影響較大； （6）結構的剪力分布很不規(guī)律，剪力最大值不時出現(xiàn)在結構的頂部、底部或中間；剪力—層間位移滯回曲線非常飽滿，說明柱架層的耗能能力較強，抗震性能較好； （7）在耗能分配中，滯回耗能占的比例較大，占總耗能的64.93%~73.88%；在滯回耗能中，柱架的耗能能力較強，占滯回耗能總量的91.8%~95.4%，，在結構滯回耗能中起到主要作用，斗h1層因摩擦滑移而耗散的地震能量較少。
[Abstract]:Compared with the Tang and Song dynasties, the ancient wooden structures in the Ming and Qing dynasties had great differences in terms of architectural shape and structural performance: the lateral stiffness of the Dou H1 story became larger, the frame was simplified, and the integrity of the structure was enhanced. The Yongning Gate Arrow House of Xi'an City Wall was a typical multi-story hall structure in the Ming and Qing dynasties. It was destroyed in 1926 by Bingxian. In order to restore the intact shape of Xi'an city wall, it was rebuilt according to the requirements of modern ancient buildings. Its seismic performance needs to be analyzed. In this paper, a local scale model with a scale ratio of 1:6 is designed and manufactured according to the regulations of the Code of Engineering practice of the Ministry of Qing Dynasty and the Yongning Gate Arrow Tower as a prototype, and the shaking table test of earthquake simulation is carried out on the model. The experimental phenomena during loading are observed, and the displacement response (including displacement response relative to column foot, interstory displacement angle), acceleration response (including absolute acceleration response) of the model structure are analyzed. Dynamic magnification factor of each story and the whole structure), interstory shear force (shear force distribution and shear-layer displacement hysteretic curve), input and dissipation of joint moment and energy, The following conclusions are obtained: (1) with the increase of seismic excitation on the Mesa, the stiffness of the node of the model structure decreases and becomes uniform, the torsional phenomenon and torsional mode gradually disappear, and the natural vibration frequency of the structure decreases gradually. The damping ratio increases gradually, which indicates that the model structure is damaged gradually; (2) the column foot and the bucket H1 layer have vibration isolation effect; the second layer is the weak layer of the model structure; (3) when the Mesa earthquake excitation is Lanzhou wave 500Gal, The displacement angle between the two layers reaches 1 / 9, but the experimental model has not collapsed, which indicates that the ancient building of wood structure has good deformation performance under earthquake. (4) in the model structure, the column layer has the greatest effect on reducing earthquake. The results show that the joint has good vibration absorption and good seismic performance. (5) because of the sliding isolation of the column foot, the rotational energy dissipation of the tenon joint and the existence of the flexible connection structure of the bucket H1 layer, The wood structure ancient building belongs to the long-period structure, it has the good isolation, the vibration absorption function to the short-period seismic wave, but is greatly affected by the long-period seismic wave; (6) the shear force distribution of the structure is very irregular, The maximum shear force appears at the top, bottom or middle of the structure from time to time. The hysteretic curve of shear-interstory displacement is very full, which indicates that the column floor has strong energy dissipation capacity and good seismic performance. (7) in the distribution of energy consumption, Hysteretic energy consumption accounts for a large proportion, accounting for 64.933% of the total energy consumption, and 73.88% of the total energy consumption. In the hysteretic energy consumption, the column frame has a strong energy dissipation capacity, accounting for 91.8% of the total hysteretic energy consumption, which plays a major role in the structural hysteretic energy consumption. Less seismic energy is dissipated due to friction slip in the bucket h 1 layer.
【學位授予單位】：西安建筑科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2014
【分類號】：TU366.2

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本文編號：2250640