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钢筋混凝土仿古建筑屋盖结构分析

蒋海涛  
【摘要】:以大屋盖为主要外部特征的汉唐风格古建筑,不但是中华民族的重要文化遗产,在世界建筑史中也占有非常重要的地位。中国古建筑多以木结构为主,而木材在防腐、防火、防虫蛀等方面存在一定的缺陷,现代材料的使用恰好可以解决上述问题,钢筋混凝土仿古建筑的设计与建造使中国古建文化得到继承和发展。在钢筋混凝土仿古建筑设计中,由于大屋盖的造型、结构布置与构造连接等方面与传统建筑存在较大差异,导致结构计算和分析的难度增加,而且传统计算方法自身存在很多不足之处。 本文针对钢筋混凝土仿古建筑的结构布置特点,在充分了解古建筑构造的基础上,应用有限元软件建立了各种仿古建筑模型,通过对大屋盖结构的静力与动力计算分析,探索该类型建筑结构的适宜计算方法。 文中首先分别对常见形式古建筑的构造,以及各构件的组成和它们在结构中的受力做了简要的介绍,然后根据古建筑型制的约束以及现代规范的要求建立钢筋混凝土仿古建筑模型,并简要介绍模型建立的依据以及各参数的设置。 通过各种屋盖结构模型的静力分析,分别得出了屋盖结构在竖向荷载作用下的位移图、应力图和内力图,分析总结得出屋面位移和应力相对较大的薄弱部位,以及内力最大的构件,设计时应予以重视。 通过模态分析研究结构的动力特性,得到了结构的自振周期以及主要振型,对仿古建筑的结构动力参数有了更深的认识,同时也为动力时程分析提供依据;经过对模型的动力响应分析发现,随着地震作用逐渐增强,屋盖结构模型中各参考点的位移和加速度峰值均随之增大;相同地震波,在同一激励作用下,随位置的升高,屋盖结构各参考点的位移和加速度均呈增大趋势,但由于屋盖整体刚度较大,所以各参考点的差值并不大;反应谱分析结果表明,动力分析所选用地震波比较合理,满足规范要求。 经过科学的分析与研究,使我们对仿古建筑屋盖结构的受力性能有了更进一步的认识,为今后仿古建筑的设计与研究提供一定的理论依据。


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