古塔建筑的抗震保护研究

【摘要】：砖石古塔是我国古代高层建筑的杰出代表,其融合了中外文化及传统建筑艺术的精华。我国的砖石古塔建筑大都处于地震高发区,由于其存在内部薄弱环节,加之多年的风雨侵蚀,抗震能力较差。大多古塔的结构破坏和倒塌都是由地震造成的,且仍面临着地震破坏的威胁。这些砖石古塔一旦遭遇地震,必造成不可弥补的损失,对古塔的抗震保护研究刻不容缓。 本文结合历史、考古资料,对我国现存砖石古塔的起源、发展及结构特点进行了分析,探讨了现存砖石古塔的抗震性能。并以西安大雁塔为例,采用有限元软件对砖石古塔的动力特性进行了分析,运用时程分析方法对砖石古塔的抗震能方进行了分析。全文内容及结论如下: (1)分析了我国现存砖石古塔的起源、发展、历史演变过程及其构造、修建施工程序等。 (2)结合有关资料及历史震害,对砖石古塔的抗震机制进行了分析,探讨了各种砖石古塔的结构特点与震害现象的关系。 (3)对大雁塔的动力特性及其影响因素进行了分析,结果表明,弹性模量对古塔的动力特性影响最大。通过对几座已测古塔的自振周期进行分析总结,归纳出估算砖石古塔自振周期的实用公式。 (4)对大雁塔采用有限元软件ANSYS进行了时程分析,通过输入不同地震波,计算出结构的位移反应。结果表明:由于天津波的特征周期与所采用模型的自振周期比较接近,因此输入天津波时反应最大;通过不同的地震波输入均表明塔体结构的上部位移反应较大,从理论上解释了砖石古塔的主要震害特点。