砖石古塔动力特性初探

结合历史、考古资料,分析了我国现存砖石古塔的研究现状,提出了对砖石古塔的自振周期的计算公式,为古塔的抗震计算、鉴定及抗震加固提供了一定的参考数据。     

砖石古塔动力特性研究

运用大型有限元软件ANSYS对大雁塔采用三维实体模型计算其动力特性,并模拟多种因素对其动力特性的影响,以探讨砖石古塔的动力特性。结果表明,采用三维实体有限元模型计算砖石古塔结构的动力特性是可行的,采用有限元建立砖石古塔结构的动力分析模型时,弹性模量对其动力特性的影响较大。     

砖石古塔动力特性的试验研究

本文介绍了砖石古塔动力特性的测试方法’及部分塔的测试结果,探讨了砖石古塔的动力性能,并在实测资料的基础上提出了砖石古塔基本周期的实用计算方法,通过实际应用说明,能满足抗震分析的需要。     

某砖石古塔结构动力性能测试与模拟分析

古塔结构材料中存在大量未知物理力学指标,采用有限元方法能否有效地模拟计算古塔的动力特性一直是困扰文物工作者的重要问题。首先开展了对砖石古塔的现场动力性能测试,同时采用有限元方法对其动力特性进行了模拟计算,并将实测结果与模拟计算结果进行了对比。结果表明：采用现代砖砌块、砂浆材料的相关物理性能指标以及相应现场检测方法获得的力学性能指标,通过有限元方法模拟计算砖石古塔结构的动力性能是可行的。古塔结构实测的前两阶自振频率与有限元方法模拟计算得到的前两阶自振频率基本一致,偏差仅为0.8%,可以满足工程需要。     

砖石古塔动力特性建模方法的研究

建立动力特性分析模型是砖石古塔抗震性能研究的关键性工作。本文通过对现有建模方法的归纳优选，分析了影响建模的主要因素，结合《扬州古塔抗震性能研究与抗震鉴定》课题的研究成果，提出了经典理论、测试数据和计算机模拟相结合的建模方法。     

某砖石古塔抗震加固研究

对某砖石古塔的现状进行了分析,提出了相应的抗震加固措施。针对该古塔地震作用下可能的破坏形式,采用了一种单拉式SMA阻尼器,并对阻尼器的理论模型和滞回曲线进行了分析和模拟,探讨了其安放位置。通过地震反应时程分析,研究了两种加固形式在不同地震激励下的反应。结果表明,对砌体进行补强并采用SMA阻尼器可以有效减轻古塔的地震响应。     

列车激励下基于动力特性分析的辽代古塔振动规律研究

以北京辽代良乡塔为研究对象,测试京广线列车和地脉动作用下良乡塔东西向和南北向的振动响应,并建立结构的ANSYS有限元模型,通过现场测试与数值模拟,分析良乡塔的自振频率、振型以及列车影响下结构的振动速度最大值,并对列车影响下结构的振动响应进行评估。结果表明:在两个水平方向上,良乡塔的前3阶自振频率相近,第1阶振型均呈弯曲型,第2阶、第3阶振型均呈弯剪型;列车激励下良乡塔各层楼面处的振动速度峰值在东西向4层变化较大,从1层到顶层整体呈轻微减小—增大—减小的趋势,在南北向总体呈缓慢增长的趋势,最高承重结构处的振动速度峰值为0.053mm/s,对古塔的完整性和安全性影响较小。此研究方法可为相关古塔的研究提供参考,研究结果可为良乡塔的后续疲劳寿命研究提供数据依据。     

砖石古塔的地震风险评估

为了建立砖石古塔在地震作用下的风险评估体系,基于砖石古塔抗震性能和震害调查,选取易损性评判指标,绘制其易损性曲线,然后将砖石古塔建筑的易损性分析与场地的地震危险性分析相结合,考虑结构的破坏概率和地震损失,建立砖石古塔建筑的地震风险评估数学模型,量化砖石古塔的地震风险。以小雁塔为例运用该方法对其进行概率风险分析,确定小雁塔的风险值。     

小雁塔动力特性及结构损伤识别研究

小雁塔是"丝绸之路"世界文化遗产建筑的重要组成部分,为研究该塔动力特性及结构损伤,采用动态测试系统进行了原位动力测试,采集了在地面随机激励下结构振动信号,通过时域及频域分析,得到了小雁塔沿东西方向及南北方向的前3阶频率、振型及振型阻尼比;并通过计算得到结构模态柔度曲率曲线及曲率幅值突变系数曲线,依据柔度曲率幅值突变规律对小雁塔进行了损伤定位识别。结果表明,结构第2层、第8层及第11层发生了较严重的损伤,损伤程度与柔度曲率幅值突变量关系密切,且结构开洞对损伤定位识别的显著性有一定影响。因此,通过进行砖石古塔原位动力测试,依据模态柔度曲率幅值突变规律可实现结构损伤定位,为古塔结构损伤研究提供了参考。     

某砖石古塔-地基相互作用系统地震反应分析

为了研究在考虑土与结构作用时砖石古塔的地震反应规律,为砖石古塔的抗震加固提供参考,以西安兴教寺玄奘塔为研究对象,通过附加人工边界,建立玄奘塔与地基相互作用系统的数值计算模型,同时输入三向地震波,对相互作用系统进行时程分析。计算结构的位移和应力反应,并与不考虑相互作用时的计算结果进行比较。结果表明,结构的水平剪应力、竖向剪应力及竖向正应力在塔体中部最大,层间位移值在塔体中部及顶部均较大,且最大值分布于中间楼层。由计算结果可知,中间楼层和顶层均为砖石古塔的抗震危险截面。     

古砖塔动力特性测试与分析研究

为了维护太原永祚寺古砖塔这一文化遗产，达到提高其对自然灾害的抵御能力，从而对塔进行了动力特性测试。介绍了在原有状态，倾斜纠偏和塔基加固后的实测结果。在实测记录的基础上，上升到理论的高度进行动力分析，并用列表的形式进行对比。通过实测结果分析，取得了三个阶段的动力特性特征和塔基附近的场地卓越周期。     

预应力砌体抗震性能的试验研究

本文通过8片不同类型的预应力混凝土小型空心砌块砌体的水平低周反复荷载试验以及2片普通混凝土小型空心砌块砌体的对比试验,研究了预应力砌体破坏形态、滞回特性、延性、刚度退化曲线等抗震性能,明确了预应力、窗洞以及构造措施对混凝土小型空心砌块墙体的开裂荷载、极限荷载和变形性能的影响。研究结果表明,预应力延缓了混凝土小型空心砌块墙体的开裂,提高了结构的开裂荷载和极限荷载;预应力改变了墙体破坏时的裂缝分布形状,裂缝密而细,几乎布满墙体全部灰缝,主裂缝不明显;预应力提高了墙体的刚度、延性和耗能能力;在窗洞底部现浇水平配筋混凝土条带能有效地抑制裂缝的产生和发展,并能提高墙体的变形和耗能能力。     

条石砌筑石墙抗震性能试验研究

为研究条石砌筑石墙的抗震性能及滞回特性,进行了5片干砌甩浆石墙试件的低周水平反复荷载试验.主要研究参数包括砂浆强度和压应力.通过试验研究了干砌甩浆承重石墙的破坏形态、强度、滞回曲线、骨架曲线、变形能力、耗能能力和刚度退化规律.试验结果表明:石墙的最终破坏形态主要受压应力水平的影响;受剪承载力随砂浆强度和压应力水平的提高...     

多层砌体结构窗下墙破坏模式试验研究

为验证多层砌体结构开洞墙体窗下墙破坏模式震害现象,设计缩尺比例为1:3的三层三跨砌体结构开洞墙体试件,对其进行拟静力低周往复加载试验。分析多层砌体墙体窗下墙破坏模式的破坏特征,研究整体墙及各层墙体的滞回特性、骨架曲线、刚度退化规律、耗能特性、延性与变形特征等抗震性能。试验结果表明：发生窗下墙破坏模式的开洞墙体破坏过程分为裂缝出现、变形发展与强度退化三个阶段;窗下墙作为第一道抗震防线可提前参与整体结构耗能、降低墙体刚度退化速率、增加整体墙的延性和变形能力,其破坏模式相对窗间墙破坏模式更为合理。研究结果揭示了发生窗下墙破坏模式墙体的抗震性能与变形特征,为实现砌体结构合理破坏机制提供依据。     

用增设钢筋混凝土墙提高砌体结构抗震性能的试验研究

目前大量既有多层砌体结构住宅面临增设电梯、成套改造等功能性改造的需求,利用功能性改造时后加的混凝土墙提高既有多层砌体结构的抗震性能是一种有益的探索。文中提出了三种后加混凝土墙与砌体墙的连接方式,并进行了7个后加混凝土-砌体组合墙体试件及其对比试件的低周反复加载试验,研究了其破坏模式、滞回性能、承载能力、变形能力、耗能与延性等。试验结果表明：三种连接方式均能有效保证后加混凝土墙与砌体墙的协同工作,其中植筋连接方式最为简便实用;后加混凝土墙不对称布置时,正、反两个方向的刚度退化过程不同但承载能力和变形能力无明显差异;增设混凝土墙后砌体墙的承载能力、变形和耗能能力大幅度提升,刚度退化明显改善;组合墙体中后加混凝土墙和砌体墙的抗剪能力均能充分发挥。基于黏性界面模拟砂浆层的分离式三维实体有限元分析方法能够较好地模拟组合墙体试件的骨架曲线和破坏形态。根据试验结论提出的受剪承载力计算公式与试验结果吻合良好。     

约束砌体结构的抗震性能评估

首先简单介绍现代砌体结构及其分类，指出评估砌体结构抗震性能的必要性，其次通过前人的试验详述约束砌体抗震性能，评估其良好的抗震性能，最后指出约束砌体结构具有良好的抗震性能，可以经受地震考验。     

机器切割料石砌筑石墙灰缝构造及抗震性能试验研究

通过3片机器切割料石无垫片砌筑石墙和1片粗料石干砌甩浆砌筑石墙的低周反复荷载试验,研究了机切料石无垫片砌筑石墙抗震性能及其与传统干砌甩浆砌筑石墙在受力性能上的差异.主要研究参数包括砌筑砂浆强度、灰缝界面处理方式和灰缝水平配筋.通过对试验现象及结果的对比,分析了不同界面处理方式和砌筑方法墙体的破坏形态、滞回曲线、骨架曲线...     

N式砌块配筋砌体剪力墙抗震性能试验研究

对4片配筋率相同但灌孔率和砌筑方法（错缝砌筑和同缝砌筑）不同的N式砌块配筋砌体剪力墙进行了低周反复荷载试验,研究了墙体的破坏模式、承载力、滞回特性、延性等抗震性能指标。试验结果表明：相比于普通混凝土小砌块砌体配筋墙体,错缝砌筑和同缝砌筑的N式砌块配筋砌体剪力墙都表现出更高的斜截面承载力,且砌块剪力墙的破坏形态与现浇钢筋混凝土剪力墙相似,破坏时受拉纵筋屈服,角部砌块与灌孔混凝土压碎;墙体的承载力随着竖向荷载的降低而降低,但墙体的延性随着竖向荷载的降低而增大;墙体发生受弯破坏时,裂缝细而多,破坏时裂而不倒,具有良好的承载能力、刚度、延性性能以及耗能能力;墙体抗震性能明显优于普通砌块配筋砌体剪力墙。