【摘 要】
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沈阳故宫中有100余幢建筑,主要分为单层建筑和多层建筑,本文以单层建筑崇政殿和多层建筑文溯阁为研究对象,从以下几个方面研究其结构及抗震性能。1)本文总结了以往学者对古建筑木结构柱础连接性能、榫卯节点性能、斗栱节点性能以及整体力学性能的研究,并将相关研究方法应用于本文。2)本文研究了木材相应性能,使用有限元软件ANSYS18.0建立榫卯节点模型,计算榫卯节点刚度值。用ANSYS软件建立不含墙体的崇政
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沈阳故宫中有100余幢建筑,主要分为单层建筑和多层建筑,本文以单层建筑崇政殿和多层建筑文溯阁为研究对象,从以下几个方面研究其结构及抗震性能。1)本文总结了以往学者对古建筑木结构柱础连接性能、榫卯节点性能、斗栱节点性能以及整体力学性能的研究,并将相关研究方法应用于本文。2)本文研究了木材相应性能,使用有限元软件ANSYS18.0建立榫卯节点模型,计算榫卯节点刚度值。用ANSYS软件建立不含墙体的崇政殿和文溯阁有限元模型、含墙体的崇政殿和文溯阁有限元模型,研究其结构及抗震性能。3)因为古建筑木结构墙体只起填充作用,因此对不含墙体的崇政殿和文溯阁有限元模型做静力分析,通过挠度验算和强度验算,得出沈阳故宫古建筑木结构在静力荷载作用下安全。4)对含墙体和不含墙体的崇政殿和文溯阁模型进行模态分析,获得四模型的振型和固有频率,对比规范计算得到的结构固有频率,验证本文建模的合理性。无论是崇政殿还是文溯阁分析结果都表明,墙体的存在改变了其振型和固有频率,大幅降低了其地震响应程度。5)对考虑墙体与的否崇政殿和文溯阁进行反应谱分析和时程分析,研究四模型在7度和8度多遇及罕遇地震动作用下的地震响应。分析结果表明:a)崇政殿最大位移为97.6mm,最大层间位移角均在规范限值内,结构较为安全;不考虑墙体时文溯阁最大位移为450.43mm,最大层间位移角均大于规范限值,结构在7度及8度多遇及罕遇地震动作用下会发生破坏;b)8度罕遇地震动作用下,不考虑墙体时,天津波和人工波作用下文溯阁最大位移分别是441.0mm、166.7mm,有近2.7倍的差距;考虑墙体时,人工波和天津波作用下文溯阁最大位移分别是29.04mm、11.33mm,有近2.7倍的差距;所以分析结构的抗震性能时,合理选择地震动至关重要。c)不考虑墙体结构变形值比考虑墙体结构变形值大6倍以上,所以墙体能降低沈阳故宫古建筑木结构在地震动作用下结构的变形值。
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