故宫太和殿抗震性能研究_周乾

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1、第41卷第4期福州大学学报(自然科学版)Vol．41No．42013年8月JournalofFuzhouUniversity(NaturalScienceEdition)Aug．2013DOI:10．7631/issn．1000－2243．2013．04．0487文章编号:1000－2243(2013)04－0487－08故宫太和殿抗震性能研究1，2，3131周乾，闫维明，关宏志，纪金豹(1．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;2．故宫博物院，北京100009;3．北京工业大学交通工程北京市重点实验室，北京100124)

2、摘要:为合理保护太和殿，采取有限元分析方法研究其抗震性能．基于太和殿的典型构造特征，采用三维弹簧单元模拟榫卯节点及斗拱构造，建立太和殿有限元模型．通过模态分析，获得太和殿的基频及主振型;通过施加水平双向单点谱，分析太和殿在8度地震作用下的内力和变形，评价太和殿的抗震性能．结果表明:太和殿主振型以平动为主，且在水平向的振动关联很小;8度常遇地震作用下，太和殿的变形和内力很小，可满足抗震要求;8度罕遇地震作用下，太和殿的变形在容许范围内．此外，太和殿墙体对限制太和殿木构架侧移、减小部分木构架内力具有一定贡献．关键词:故宫;太和殿;木结构;抗震性能;模态分

3、析中图分类号:TU366．2文献标识码:AAseismicbehaviorsofTai－hePalaceintheForbiddenCity1，2，3131ZHOUQian，YANWei－ming，GUANHong－zhi，JIJin－bao(1．BeijingKeyLaboratoryofEarthquakeEngineeringandStructuralＲetrofit，BeijingUniversityofTechnology，Beijing100124，China;2．PalaceMuseum，Beijing100009，China;3．Be

4、ijingKeyLaboratoryofTransportationEngineering，BeijingUniversityofTechnology，Beijing100124，China)Abstract:ToeffectivelyprotectTai－hePalaceintheForbiddenCity，itsaseismicperformanceswerestudiedbyfiniteelementanalysismethods．BasedontypicalconstitutionsofTai－hePalace，3－di-mensionspr

5、ingelementswereusedtosimulateitstenon－mortisejointsandtou－kungs(bracketsets)tobuilditsfiniteelementmodel．Bymodalanalysis，itsbasicfrequenciesaswellasmainmodeswereobtained;byapplying8－degreeintensityofsingle－pointresponsespectrumsinleveldirectionstothemodel，itsaseismicbehavioursw

6、erestudied．ＲesultsshowthatmainmodesofTai－hePalaceareoftranslation，whichhavelittlerelationbetweeneachotherinleveldirections;under8－degreeintensityoffrequentlyoccurredearthquakes，itsinternalforcesaswellasstructuraldeformationmeetthedemandofearthquakefortification;under8－degreeint

7、ensityofseldomoccurredearthquakes，itsmaximumdeformationvalueiswithinthepermissionscope．Besides，itsfillerwallsarehelpfulforre-ducingdeformationaswellasinternalforcesofpartofthewoodenstructure．Keywords:ForbiddenCity;Tai－hePalace;woodenstructure;aseismicbehaviour;modalanalysis0引言位

8、于紫禁城(今故宫博物院)中轴线上的太和殿，是我国明清官式木构古建的典型代表，具有重要的文物和历史价值，保护意