側(cè)腳對木結(jié)構(gòu)古建筑抗震性能的影響

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1、側(cè)腳對木結(jié)構(gòu)古建筑抗震性能的影響第9卷第2期2011年4月水利與建筑工程JournalofWaterResolJ2"cesandArchitecturalVo1.9No.2Apr..2011側(cè)腳對木結(jié)構(gòu)古建筑抗震性能的影響姚佩歆,趙鴻鐵,薛建陽,郝江華(西安建筑科技大學(xué)土木工程學(xué)院,陜西西安710055)摘要:為了研究木結(jié)構(gòu)古建筑側(cè)腳的結(jié)構(gòu)作用,首先從力學(xué)角度分析了側(cè)腳的抗震機理;而后根據(jù)七檁大式殿堂的真實結(jié)構(gòu)特點,建立了有側(cè)腳和無側(cè)腳七檁大式殿堂的有限元模型,對其進行了彈塑性動力分析,得到了檐柱柱頭加速度,位移及柱根軸力的地震響應(yīng)曲線,結(jié)果表明木結(jié)構(gòu)古建筑設(shè)置側(cè)腳后檐柱柱頭加速度峰值,位移

2、峰值以及檐柱軸壓力峰值均有不同程度的減小,從而定量的說明了側(cè)腳的結(jié)構(gòu)作用.關(guān)鍵詞:古建筑;側(cè)腳;木結(jié)構(gòu);Ansys中圖分類號:TU366.2文獻標識碼:A文章編號:1672—1144(2011)o2一O119—o4StudyonImpactofLateralFootsonSeismicCharacteristicsofChineseHistoricalTimberBuildingsYAOPei—xin,ZHAOHong—tie,XUEJian—yang,HAOJiang—hua(CollegeofCivilEngineering,Xi∽UniversityofArchitectureandT

3、echnology,Xi'an,Shaanxi710055,China)Abstract:InordertostudythestructuraleffectsofChinesehistoricaltimberbuildingswithlateralfoots,first,theisola—tionmechanismofthelateralfootsiSanalyzedintheviewofmechanics,then,theFEMmodelsofthestructureswithandwithoutthelateralfootsarebuiltbasedontherealcharacters

4、ofatimberframepalacewithsevenpurlins.AttheSaBletime.theelasto.plasticdynamana1)sisiSmadetoobtaintheaccelerationanddisplacementoftheheadofeaves.columnsandtheearthquakeresponsecurvesofaxialforceofthecolumnroot.Theresultsshowthatthepeaksoftheacceleration,displacementandaxialforcewoulddecreaseinvarying

5、degreesaftersettingthelateralloots,whichcouldillustratethestructuraleffectsofthelateralfootsquantitatively.Keywords:historicbuilding;lateralfoot;timberstructure;Ansys在中國古代建筑大木構(gòu)架中,立柱根據(jù)所處的不同位置,常采用側(cè)腳的做法.側(cè)腳是指建筑物的檐柱(最外圈柱子)的底腳,向外側(cè)移動一定的尺寸,而使柱頭略向內(nèi)傾的一種做法,又稱為掰升(如圖1所示).宋《營造法式》卷五中,對于各柱側(cè)腳的數(shù)值均有明確規(guī)定:"每屋正面隨柱之長,每一尺

6、即側(cè)腳一分.若側(cè)面每長一尺即側(cè)腳八厘,至角柱,其柱首相向各依本法."也就是說一根檐柱,若柱首不動,在面闊方向(正面)柱腳向山面移動0.O1倍柱高,在進深方向(側(cè)面)柱角向外移動0.008倍的柱高,角柱需要同時考慮兩邊向外移動_】j.如一幢建筑,若檐柱高4m,則面闊向側(cè)腳應(yīng)為4cm,進深向側(cè)腳應(yīng)為3.2cm.但是,根據(jù)對宋,遼,金,元時期古建筑側(cè)腳尺寸的調(diào)查,其比《營造法式》上的規(guī)定要大得多,一般可以達到柱高的0.02~0.03倍j.由于側(cè)腳的巧妙應(yīng)用,形成了中國古建筑特有的斜柱體系,常給人以優(yōu)美,靈動的造型印象.目前,側(cè)腳的研究偏重于其結(jié)構(gòu)作用的解釋,而對其抗震性能的定量分析較少.側(cè)腳是木結(jié)

7、構(gòu)古建筑常見的一種構(gòu)造方式,對其進行結(jié)構(gòu)上詳盡的分析和評價意義重大.1側(cè)腳的抗震作用對于設(shè)置有側(cè)腳的柱架,不管是柱腳隨地面發(fā)生位移,還是質(zhì)點在柱架上發(fā)生側(cè)移而擺離體系的支承擺穩(wěn)定平衡中心,兩側(cè)原來向內(nèi)傾斜的柱都會收稿日期:2010一O1—06修稿日期:2011-03.01作者簡介:姚佩歆(1985一),男(漢族),甘肅武威人,碩士研究生,研究方向為木結(jié)構(gòu)古建筑抗震及其保護.水利與建筑工程第9卷發(fā)生同方向的轉(zhuǎn)角

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