【摘 要】
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应县木塔是世界上现存最高的一座多层纯木制楼阁式宝塔,具有极高的科学文化价值。应县木塔的动力性能研究已有部分成果,但基于动力性能测试的高阶扭转振型的识别、刚度偏心致平扭耦合规律的研究和不确定性地震响应分析的研究成果较少。针对以上不足,形成了本文的课题研究思路。该研究工作能够弥补应县木塔动力分析方面的部分空白,引入刚度偏心的概念,对木塔进行地震响应分析,能够为应县木塔的抗震性能评估提供参考。主要内容包
【基金项目】
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高等学校学科创新引智计划（B13002）； 国家自然科学基金“青年基金” “基于动力测试的古塔刚度偏心损伤识别、模型修正及状态评估”（52008020）； 国家自然科学基金（51878034）；
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应县木塔是世界上现存最高的一座多层纯木制楼阁式宝塔,具有极高的科学文化价值。应县木塔的动力性能研究已有部分成果,但基于动力性能测试的高阶扭转振型的识别、刚度偏心致平扭耦合规律的研究和不确定性地震响应分析的研究成果较少。针对以上不足,形成了本文的课题研究思路。该研究工作能够弥补应县木塔动力分析方面的部分空白,引入刚度偏心的概念,对木塔进行地震响应分析,能够为应县木塔的抗震性能评估提供参考。主要内容包括:（1）刚度偏心使得惯性力与抵抗力不重合,造成结构发生平动和扭转耦合的振动。将刚度偏心的概念引入到古建筑,首先推导并验证了单层和高层双向偏心结构的运动方程,然后讨论了偏心角度、偏心距大小、均匀偏心和非均匀偏心对结构地震响应的影响。该研究是应县木塔的地震响应研究的理论铺垫。（2）参阅文献资料,对应县木塔进行现场环境激励测试,获得加速度信号,对各层的振动信号进行预处理;利用谱分析法做了频率的定阶处理,利用随机子空间法识别得到多阶平动和扭转模态参数,包括频率、阻尼比和振型;结合前文的偏心动力模型,建立了考虑刚度偏心的应县木塔动力模型,基于现场实测结果,再次校验了模型的可行性。（3）结合前文的应县木塔动力学方程,对考虑刚度偏心的应县木塔进行地震响应分析,以位移和加速度为指标,研究了木塔的平扭耦合振动规律,并对比分析了无偏心和偏心时木塔的响应差异,然后以层间位移角为指标,对地震响应进行了评价。（4）地震动具有显著随机性,基于确定性地震分析结果,引入随机地震动模型和PDEM概念,利用可靠度的方法分析应县木塔的抗震性能。首先建立了多遇地震作用下的随机地震动模型,以位移、加速度响应为指标,然后利用该模型对应县木塔进行了基于概率密度演化的随机地震响应分析,以层间位移角为指标,计算了木塔的抗震可靠度。图88幅,表30个,参考文献77篇。
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