钢结构仿古建筑带斗栱檐柱延性及刚度分析

为研究钢结构仿古建筑带斗栱檐柱的延性和刚度退化规律,对其进行了低周反复荷载试验,分析了试件的受力过程和破坏形态,同时,研究了试件柱端P-Δ滞回曲线和水平荷载应变曲线,研究了其延性和刚度在加载过程中的变化规律.结果表明:试件长细比对其延性影响较大.当采用同一轴压比数值时,试件延性随着长细比数值的增大而越高,塑性变形能力越强;试件长细比对其刚度退化影响较大,当轴压比数值一定时,试件刚度退化速率随其长细比数值的增大而逐渐降低,破坏时柱转角也随之减小.反之,试件刚度退化速率增大,试件破坏时,柱转角增大.

应县木塔倾斜及扭转分析

应县木塔是辽代建筑的典型代表,距今已约960年.为了解应县木塔当前的变形状况,为其修缮和保护提供科学依据,对应县木塔进行了原位变形测试.进一步分析了木塔明层及平坐层的整体倾斜和扭转,其中对木塔的二层、三层进行重点分析.实测及分析结果表明:应县木塔的二层明层及平坐层内外槽变形不协调,外槽变形较严重;木塔二层明层外槽变形较大的柱子主要分布在西南、正南和东南方向,二层明层整体向东北方向倾斜.平坐层外槽变形较大的柱子主要分布在正西,西北和东北方向;三层明层与二层明层变形趋势基本一致,三层平坐层变形大于相应的二层,变形趋势和二层相反;二层、三层明层方柱与圆柱连接不紧密,两者变形不统一,方柱倾斜量普遍大于圆柱;相对于二层、三层,四层五层变形较小,整体向正北和东北方向倾斜;二层、三层内槽扭转方向不一致,且两层内槽扭转趋势相反,而外槽扭转趋势基本一致,方向均沿逆时针.

应县木塔动力特性原位试验及有限元分析

为研究现有变形状态下应县木塔的动力特性,采用941B型传感器和INV3060S型采集仪对木塔各层明层柱头、柱脚东西方向和南北方向的脉动信号进行原位测试试验和数据采集。通过峰值拾取法与随机子空间法相结合的方式,分析得到了木塔前7阶的自振频率、振型及阻尼比。考虑到木塔的变形较为严重,利用大型有限元分析软件ANSYS建立损伤变形后的木塔有限元模型,对其进行模态分析,得到木塔的各阶自振频率及振型,并将计算模态与原位测试试验实测值进行对比分析。结果表明:木塔第1阶和第2阶振型分别为南北和东西方向平动振型,对应的自振频率分别为0.601、0.635 Hz;第3阶为扭转振型,对应的自振频率为0.681 Hz;第4~7阶振型为南北或东西方向平动振型,对应的自振频率分别为1.660、1.662、2.735、2.778 Hz。木塔各阶阻尼比介于0.019~0.037之间,均属于小阻尼。木塔低阶振型模态处于弱激励状态,而高阶振型模态处于强激励状态。采用动力特性数值模拟分析得到的木塔第1、2阶平动振型对应的频率与实测值较为吻合,最大相对误差仅为3.33%。