斗栱铺作层演变对古建筑木结构抗震性能的影响

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1、国内图书分类号：TU366.2国际图书分类号：624密级：公开西南交通大学研究生学位论文斗栱铺作层演变对古建筑木结构抗震性能的影响年级二〇一五级姓名袁双申请学位级别硕士专业结构工程指导老师潘毅二〇一八年五月ClassifiedIndex:TU366.2U.D.C:624SouthwestJiaotongUniversityMasterDegreeThesisEffectsofevolutionoftou-kunglayerontheseismicperformanceofancienttimberstructureGr

2、ade:2015Candidate:YuanshuangAcademicDegreeAppliedfor:MasterSpeciality:StructuralEngineeringSupervisor:PanYiMay,2018西南交通大学硕士学位论文第I页摘要斗栱作为古建筑木结构中柱顶与梁架的过渡，不仅建筑外形美观，还能增加屋檐出挑宽度、传递荷载，由多朵斗栱组成的铺作层还能提高古建筑木结构屋顶结构的整体性。自9世纪初（晚唐）始，官式建筑中斗栱规格由大变小，补间铺作斗栱的数量由少到多，现阶段的研究并未充分考虑斗铺作层

3、这一历史演变。基于此，本文以保国寺祥符殿（宋代）和饶益寺大佛殿（明代）中斗栱规格及补间铺作的布置为原型，设计出四种不同铺作层布置的古建筑木结构模型。在Abaqus有限元软件中建立三维实体模型，并对其进行动力时程分析。通过古建筑木结构模型加速度、位移反应及主要节点的应力分析，研究斗栱铺作层大小及其布置的变化对古建筑木结构抗震性能的影响，得到的主要结论如下：（1）古建筑木结构因其特殊的榫卯连接方式，形成了一个多层次的隔震体系，在水平地震作用下，古建筑木结构柱脚、普拍枋顶、斗栱顶处的加速度值逐步减小。在多遇地震作用下，整个斗

4、栱铺作层几乎没有发挥隔震作用。随着输入的地震动强度的增大才开始发挥，且强度越大，发挥的隔震效果越明显。（2）斗栱的大小减小后，在强震下会明显降低古建筑木结构整体以及斗栱铺作层对地震动加速度的衰减作用，且会减小斗栱铺作层的侧向变形。斗栱布置数量增多，布置对称，会在一定程度上提高古建筑木结构整体以及斗栱铺作层对地震动加速度的衰减作用，减小斗栱铺作层的侧向变形。（3）古建筑木结构中斗栱的大小减小后，栌斗的尺寸随之减小。在地震作用下，随着斗栱大小的减小，额枋榫头及馒头榫处的应力均有增大，但馒头榫处的应力增加更明显，这导致馒头榫

5、在强震下更容易发生破坏。关键词：古建筑木结构，铺作层布置，斗栱尺度，斗栱数量，抗震性能基金项目：国家自然科学基金（51208427）中国工程院咨询研究项目（2010-ZD-4）西南交通大学硕士学位论文第II页AbstractTou-kungsoftheChineseancienttimberstructurearethetransitionbetweenthetopofcolumnandbeamframe.Notonlytheappearanceofthetou-kungsisbeautiful,butalsocani

6、ncreasethebreadthandtransferloadoftheeaves.Inaddition,tou-kunglayercomposedbymanytou-kungscanstillimprovetheintegrityofroofsystemofChineseancienttimberstructures.SincetheearlyninthCentury(ThelateTangDynasty),thesizeoftou-kungsintheofficialancienttimberbuildingsi

7、ssmallerandthenumberBujiantou-kungsarefromlesstomore.However,thecurrentresearchdoesnotfullyconsiderthehistoricalevolutionoftou-kungs,sofortheeffectsofchangesintheheightandlayoutoftou-kunglayerontheseismicperformanceofancienttimberstructure,foursimplifiedancientt

8、imbermodelswithdifferenttou-kungschemesweredesignedbasedontheBaoguoTemple(BuiltintheSongDynasty)andRaoyiTemple(BuiltintheMingDynasty).BymeansoftheABAQUSfiniteelementp