崇寿寺砖塔结构地震损伤数值分析

为研究陕西省蒲城县崇寿寺塔在地震作用下的损伤机制,依据古塔原位动力测试结果修正结构等效弹性模量,并引入砌体损伤参数确定受拉与受压损伤因子,建立了古塔结构的数值计算模型,按场地条件选择EL-Centro波作为输入地震动,分别按中震及大震要求输入相应峰值的地震波,完成动力计算得到了崇寿寺塔在各工况条件下结构楼层的受拉及受压损伤云图,分析了结构损伤累积的模式。结果表明,中震作用下崇寿寺塔不发生受压损伤,受拉损伤开始于第7层,并逐步往下扩展至第4层;而在大震作用下古塔中轴线部分区域产生受压损伤,受拉损伤开始于第6层并逐步累积并扩展至其它楼层,最终除顶部两层外,其余楼层均发生受拉损伤。由计算结果可见,崇寿寺塔地震损伤模式为中部楼层受拉损伤累积而扩展至其它楼层,从而使结构发生破坏。

某宋代砖塔结构整体损伤识别分析

为研究陕西省蒲城县崇寿寺宋代古塔的动力特性及结构整体损伤,应用动态测试系统对该塔在环境激励下的振动响应进行测试,对测试结果进行时域及频域分析,得到了结构沿水平方向振动的前3阶频率、振型及阻尼比;建立崇寿寺塔的有限元模型计算结构的动力特性,通过调整计算参数,使计算结果与测试结果一致,得到了结构的宏观等效弹性模量,依据该模量通过模态刚度定义损伤判别指标,对崇寿寺塔结构损伤进行评定。结果表明,当结构楼层弹性模量随高度增加逐渐增大时,数值计算各阶频率均与测试结果接近,表明崇寿寺塔结构宏观损伤在首层较为严重。因此,通过对比古塔动力特性测试结果与数值计算结果,可实现对结构整体损伤进行评定。

慈灯寺金刚宝座塔动力特性测试分析

为了研究内蒙古呼和浩特市慈灯寺金刚宝座塔的动力特性,应用动态测试系统对该塔在环境激励下的振动响应进行了测试,通过时域及频域分析得到金刚宝座上五座小塔的自振频率及振型;并建立数值模型计算结构的动力特性,通过调整计算参数,使计算结果与测试结果一致,进而对动力特性进行分析。结果表明:角部四塔结构的前2阶自振频率测试结果基本接近,但均略低于中塔的自振频率,各塔前2阶振型曲线形状相似,但振型坐标略有区别;数值计算时设置金刚宝座后,各小塔振动频率计算结果降低,振型坐标增大。因此各小塔结构质量及刚度沿高度的分布规律基本一致,但因各塔结构损伤状况不同,引起局部刚度削弱,各自振型坐标及阻尼略有区别,同时金刚座对古塔动力特性的计算结果有一定影响。

结合脉动测试的金刚宝座塔地震反应分析及震害预测

为了研究内蒙古呼和浩特市慈灯寺金刚宝座塔的抗震性能,测试了金刚宝座上五座小塔的动力特性,并建立数值模型计算结构的动力特性。通过动力特性比较,确定了结构整体等效弹性模量,输入调幅后的三向EL-Centro波计算古塔的地震反应,输出古塔各层应力响应、弹性位移响应、最大层间位移角以及塔底加速度时程。结果表明:中塔的水平剪应力在塔体中部最大,中塔竖向正应力、边塔水平剪应力和竖向正应力在塔体底部最大;层间位移值在塔体顶部最大,中塔和边塔的结构薄弱层分别为4层与顶层以及底层与顶层。慈灯寺塔在8度多遇地震下塔体基本完好,在8度罕遇地震下塔体上部将产生严重破坏。设置金刚宝座降低了各小塔的振动频率,加大了塔体底部的加速度幅值,不利于古塔的抗震性能。