本文關(guān)鍵詞：中國(guó)古建筑石牌坊在地震荷載作用下的力學(xué)行為及修復(fù)加固研究

  更多相關(guān)文章： 石牌坊 有限元分析 地震作用 力學(xué)行為 修復(fù)加固

【摘要】：中國(guó)古建筑是中華民族五千多年文化精華的濃縮,也是中國(guó)傳統(tǒng)物質(zhì)與非物質(zhì)文化融合的重要典范,更是古代人民智慧與勤勞的象征,它集中體現(xiàn)了中國(guó)優(yōu)秀的古老文化在歷史、文化、科技、藝術(shù)等多方面的傳承與發(fā)展。牌坊,是一種由單排或多排立柱與橫向額枋等構(gòu)件通過(guò)榫卯連接而成的開(kāi)敞式標(biāo)志性古建筑。牌坊作為起源很早的古建筑,其出現(xiàn)的時(shí)間可以回溯到秦漢以前,至明清而達(dá)極盛。牌坊種類繁多,石牌坊因其修建材料為石材,自身重量大,體積大,雕刻氣勢(shì)磅礴,獨(dú)顯厚重雄渾的氣息,雖歷經(jīng)上千年仍能基本保存完好,具有旺盛的生命力。但由于中國(guó)古建筑以木結(jié)構(gòu)建筑居多,古建筑的科學(xué)研究方面多限于古木結(jié)構(gòu),古代石牌坊結(jié)構(gòu)的研究相對(duì)較少。通過(guò)對(duì)古代石牌坊結(jié)構(gòu)的發(fā)展歷史以及眾多牌坊的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)進(jìn)行分析,對(duì)石牌坊結(jié)構(gòu)的各組成構(gòu)件的結(jié)構(gòu)形式以及受力性能進(jìn)行分析和總結(jié)。具體為分別對(duì)石牌坊結(jié)構(gòu)的平面布置,石牌坊的結(jié)構(gòu)體系,石牌坊的斗拱、夾桿石、雀替,榫卯連接,進(jìn)行了具體的受力性能進(jìn)行研究,從而得出石牌坊在整體布置、外觀裝飾、構(gòu)件制作、節(jié)點(diǎn)連接等方面都模仿了古代木牌坊的建造方法,但是由于石材重量大,不易進(jìn)行榫卯連接以及構(gòu)件制作難度較大,對(duì)斗拱多進(jìn)行可視部分的雕刻,因而石牌坊的斗拱在吸收地震能耗,對(duì)建筑屋蓋所起的減震作用較古代木牌坊差。并且石牌坊石柱與橫向額枋的連接較木結(jié)構(gòu)也有一些區(qū)別。通過(guò)以天臺(tái)山石牌坊為例,運(yùn)用有限元分析軟件MIDAS/Gen對(duì)石牌坊模型進(jìn)行地震作用下的力學(xué)行為研究,通過(guò)在構(gòu)件節(jié)點(diǎn)連接處加入具有六個(gè)方向變剛度的彈簧來(lái)對(duì)石牌坊結(jié)構(gòu)的榫卯節(jié)點(diǎn)進(jìn)行簡(jiǎn)化,并參考大量相關(guān)資料和學(xué)術(shù)論文對(duì)模擬榫卯節(jié)點(diǎn)的彈簧剛度系數(shù)進(jìn)行修正。通過(guò)利用模態(tài)分析、反應(yīng)譜法分析研究,得出石牌坊的主樓框架比較穩(wěn)固,次樓額枋與主樓石柱的連接欠牢固,并得出了夾桿石對(duì)石柱起到了一定的側(cè)向支撐作用,對(duì)整個(gè)石牌坊結(jié)構(gòu)的穩(wěn)固起到了很大的作用;還進(jìn)行了時(shí)程分析研究,通過(guò)對(duì)石牌坊有限元模型分別輸入7度多遇地震和7度罕遇地震作用下的EL-centro波、Taft波以及人工波,得出石牌坊結(jié)構(gòu)的整體及節(jié)點(diǎn)破壞,提出需要進(jìn)行修復(fù)加固的部位。通過(guò)有限元模型對(duì)天臺(tái)山石牌坊結(jié)構(gòu)地震作用下的力學(xué)行為進(jìn)行分析以及對(duì)天臺(tái)山石牌坊結(jié)構(gòu)的破壞現(xiàn)狀的考察,在遵循古建筑修繕原則的基礎(chǔ)上,結(jié)合古建筑自身特點(diǎn)和修復(fù)加固的特殊方法,對(duì)石牌坊的修繕?lè)桨高M(jìn)行針對(duì)性的研究,為今后古石牌坊結(jié)構(gòu)的修繕保護(hù)提供一個(gè)思考角度,并對(duì)仿古石牌坊的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)起到一定的借鑒作用。
【關(guān)鍵詞】：石牌坊 有限元分析 地震作用 力學(xué)行為 修復(fù)加固
【學(xué)位授予單位】：西華大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TU363;TU746.3
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-10
• 1 緒論10-27
• 1.1 研究背景10-22
• 1.1.1 中國(guó)古建筑牌坊結(jié)構(gòu)的發(fā)展歷程10-14
• 1.1.2 中國(guó)古建筑牌坊結(jié)構(gòu)的分類14-22
• 1.1.3 古建筑牌坊結(jié)構(gòu)抗震性能研究的意義22
• 1.2 國(guó)內(nèi)外古建筑研究現(xiàn)狀及存在的問(wèn)題22-25
• 1.2.1 古建筑結(jié)構(gòu)抗震性能研究現(xiàn)狀22-24
• 1.2.2 存在的問(wèn)題24
• 1.2.3 古建筑的抗震分析方法24-25
• 1.3 本文主要研究?jī)?nèi)容25
• 1.4 研究途徑及技術(shù)路線25-27
• 2 天臺(tái)山石牌坊結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及抗震力學(xué)性能27-41
• 2.1 天臺(tái)山石牌坊結(jié)構(gòu)布置27
• 2.2 天臺(tái)山石牌坊結(jié)構(gòu)體系27-33
• 2.2.1 天臺(tái)山石牌坊的屋蓋28-30
• 2.2.2 天臺(tái)山石牌坊的匾額30-31
• 2.2.3 天臺(tái)山石牌坊的額枋31
• 2.2.4 天臺(tái)山石牌坊的石柱31-32
• 2.2.5 天臺(tái)山石牌坊的基座32-33
• 2.3 天臺(tái)山石牌坊斗拱、夾桿石、雀替構(gòu)件33-35
• 2.3.1 天臺(tái)山石牌坊斗拱構(gòu)件33-34
• 2.3.2 天臺(tái)山石牌坊夾桿石構(gòu)件34
• 2.3.3 天臺(tái)山石牌坊雀替構(gòu)件34-35
• 2.4 榫卯節(jié)點(diǎn)的種類及破壞形態(tài)35-40
• 2.4.1 榫卯節(jié)點(diǎn)的種類35-38
• 2.4.2 榫卯節(jié)點(diǎn)的破壞形態(tài)38-40
• 2.5 本章小結(jié)40-41
• 3 天臺(tái)山石牌坊有限元模型的建立41-45
• 3.1 有限元理論與有限元軟件41-42
• 3.1.1 有限元分析理論介紹41
• 3.1.2 MIDAS/Gen有限元軟件概況41-42
• 3.2 天臺(tái)山石牌坊工程概況42
• 3.3 天臺(tái)山石牌坊有限元分析計(jì)算步驟42-44
• 3.4 本章小結(jié)44-45
• 4 天臺(tái)山石牌坊結(jié)構(gòu)動(dòng)力分析45-69
• 4.1 天臺(tái)山石牌坊結(jié)構(gòu)模態(tài)分析45-49
• 4.1.1 模態(tài)分析基本概念及理論45
• 4.1.2 模態(tài)分析結(jié)果45-49
• 4.2 天臺(tái)山石牌坊結(jié)構(gòu)反應(yīng)譜法分析49-52
• 4.2.1 反應(yīng)譜法分析基本理論49-50
• 4.2.2 多自由度體系基本理論50
• 4.2.3 水平地震作用50-51
• 4.2.4 反應(yīng)譜法分析結(jié)果51-52
• 4.3 天臺(tái)山石牌坊結(jié)構(gòu)時(shí)程分析52-68
• 4.3.1 時(shí)程分析基本概念及理論52-53
• 4.3.2 地震波的選取及調(diào)整53-59
• 4.3.3 時(shí)程分析結(jié)果59-68
• 4.4 本章小結(jié)68-69
• 5 天臺(tái)山石牌坊結(jié)構(gòu)修復(fù)與加固研究69-78
• 5.1 古建筑修復(fù)與加固的重要性69-70
• 5.2 古建筑修復(fù)與加固基本原則70-72
• 5.3 古建筑修復(fù)與加固的特點(diǎn)72-73
• 5.4 天臺(tái)山石牌坊結(jié)構(gòu)破壞現(xiàn)狀73-75
• 5.5 天臺(tái)山石牌坊結(jié)構(gòu)修復(fù)加固方案75-77
• 5.5.1 破壞部位的修復(fù)加固方案75-76
• 5.5.2 其他修繕保護(hù)措施76-77
• 5.6 修復(fù)加固注意事項(xiàng)77
• 5.7 本章小結(jié)77-78
• 結(jié)論78-79
• 展望79-80
• 參考文獻(xiàn)80-83
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表論文及科研成果83-84
• 致謝84-85

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本文編號(hào)：760748