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1、第37卷第6期土木工程学报Vol137No162004年6月CHINACIVILENGINEERINGJOURNALJun12004中国古建筑木结构模型的振动台试验研究薛建阳赵鸿铁张鹏程(西安建筑科技大学)摘要:通过一殿堂木结构1B3152模型的模拟地震振动台试验,研究了结构动力特性及地震反应的变化规律。将榫卯和斗拱的力学模型比拟为变刚度弹簧单元,进行了动力时程分析。结果表明,由于大震下柱底与础石的滑移和榫卯与斗拱的摩擦阻尼作用,大幅度减少了上部结构的地震响应。因此,中国古建筑木结构具有良好的耗能与减震性能,它所蕴涵的受力机理,对现代建筑也有一定的借鉴作用
2、。关键词:中国古建筑木结构;振动台试验;动力反应;变刚度弹簧;耗能中图分类号:TU317TU36文献标识码:A文章编号:1000-131X(2004)06-0006-06STUDYONTHESEISMICBEHAVIORSOFCHINESEANCIENTWOODENBUILDINGBYSHAKINGTABLETESTXueJianyangZhaoHongtieZhangPengcheng(Xi.anUniversityofArchitectureandTechnology)Abstract:Amodelwasmadeaccordingtotheactual
3、Chineseancientwoodenpalacewithascaleof1P3152oftheprototypestructure,onwhichtheshakingtableexperimentwascarriedout.Thedynamiccharacteristicsandthechangerulesoffre-quencyanddampingratioweretested,andtheseismicresponsesofthemodelwerealsoobtained.Bysimulatingthestateofmortise-tenonjoi
4、ntandDougongwiththeunitofvariedstiffnessspring,time-historyresponsesofthestructurewereanalyzed.Itisshownthattheseismicresponsesoftheroofarereducedsignificantlyduetotheslidebetweencolumnfootingandpierstone,aswellasactionoffrictiondampingofDougongandmortise-tenonjointunderstrongeart
5、hquake.Therefore,Chineseancientwoodenbuildingsexhibitgoodbehaviorsofenergydissipationandvibrationreduction,themechanicalprinciplescon-tainedinthosebuildingscanbeveryusefulreferenceformodernbuildingsaswell.Keywords:Chineseancientwoodenbuilding;shakingtabletest;seismicresponse;varie
6、dstiffnessspring;energydissipation1前言2试验概况中国古代大型木构建筑具有良好的抗震性能这一211模型设计及制作事实已经引起国内外众多专家学者的广泛兴趣,他们模型取自一殿堂式建筑,抽取其中一个典型的单[1]通过文献追踪、实物考察及震害调查等手段,在逐间构架。模型缩尺比为1B3152,制作工艺严格遵守宋步摸清古建筑木结构的结构构造、构建思想的基础代营造法式的规定。柱础石选用青石板,表面粗磨[2~5]上,对其抗震机理进行了分析,指出榫卯连接的光。柱架选材为东北红松,柱与额枋间采用燕尾榫连柔性、斗拱的转动和挤压变形是结构减震耗能
7、的主要接,柱头上安装普拍枋。由于斗拱尺寸精细,缩尺模原因。本文按照宋代(公元960年~1279年)营造法型难于用红松加工,故改用阔叶硬材山榆木。栌斗底式的规定,制作了模型试件,进行了模拟地震振动台坐落于普拍枋之上,斗拱上施加木衬梁,上面嵌固试验,获得了丰富的测试数据。这不仅有助于准确而250mm厚钢筋混凝土板,以模拟大屋顶屋面荷载。经2深刻地揭示古代木构建筑的抗震机理,而且对于现代计算,模型的配重相当于14kNPm,与原型结构相结构的减震控震设计也有非常重要的指导作用。似。试件形式及各部分尺寸见图1。212加荷方案及测点布置收稿日期:2002-04-18,
8、收到修改稿日期:2002-10-15按照古建筑木结构营造方法,结构
