太和殿基座对上部结构抗震性能影响分析

       摘要: 故宫太和殿是中国古建筑的典型代表,其基座由台基和高台组成.为有效保护古建筑,采用数值模拟方法,以故宫太和殿为例,研究古建基座对上部结构抗震性能影响.基于太和殿基座、浮搁柱底、榫卯连接、斗拱等构造特征,建立两种有限元模型:不考虑基座/考虑基座.通过模态分析,研究基座对太和殿上部结构自振特性的影响;通过Ⅷ度常遇地震作用下的谱分析,研究基座对太和殿上部结构内力、变形分布及峰值的影响;通过Ⅷ度罕遇地震作用下的时程响应分析,研究基座对太和殿上部结构加速度和位移响应的影响.结果表明:考虑基座后,太和殿结构基频减小,主振型参与系数增大;Ⅷ度常遇地震作用下,太和殿结构木构架的变形及主应力峰值略有放大,墙体所受内力减小;Ⅷ度罕遇地震作用下,太和殿典型部位的木构架加速度、位移响应有不同程度放大.因此基座对太和殿上部结构动力放大作用不可忽略.

作者:
周乾 杨娜 闫维明
单位:
故宫博物院,北京 100009;北京交通大学土木建筑工程学院,北京 100044 北京交通大学土木建筑工程学院,北京,100044 北京工业大学 工程抗震与结构诊治北京市重点实验室,北京,100124
出处:
《地震工程学报》
刊期:
2017年第39卷第6期
基金:
国家自然科学基金优秀青年项目(51422801) 国家自然科学基金面上项目(51178028) 北京自然科学基金重点项目(8151003)

太和殿基座对上部结构抗震性能影响分析

摘要: 故宫太和殿是中国古建筑的典型代表,其基座由台基和高台组成.为有效保护古建筑,采用数值模拟方法,以故宫太和殿为例,研究古建基座对上部结构抗震性能影响.基于太和殿基座、浮搁柱底、榫卯连接、斗拱等构造特征,建立两种有限元模型:不考虑基座/考虑基座.通过模态分析,研究基座对太和殿上部结构自振特性的影响;通过Ⅷ度常遇地震作用下的谱分析,研究基座对太和殿上部结构内力、变形分布及峰值的影响;通过Ⅷ度罕遇地震作用下的时程响应分析,研究基座对太和殿上部结构加速度和位移响应的影响.结果表明:考虑基座后,太和殿结构基频减小,主振型参与系数增大;Ⅷ度常遇地震作用下,太和殿结构木构架的变形及主应力峰值略有放大,墙体所受内力减小;Ⅷ度罕遇地震作用下,太和殿典型部位的木构架加速度、位移响应有不同程度放大.因此基座对太和殿上部结构动力放大作用不可忽略.

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