【摘 要】
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目前对古建筑或者仿古建筑的研究主要集中在古建筑木结构整体力学性能,木结构斗拱或者榫卯等具体构建的性能研究,钢筋混凝土仿古建筑的整体力学性能的研究。而对目前已经出现并且数量持续增加的钢筋混凝土框架主体,木屋顶组合结构仿古建筑的整体力学性能研究较少。为深入研究钢筋混凝土主体木屋顶组合结构仿古建筑与钢筋混凝土仿古建筑的力学性能和抗震能力的优缺点,本文以西安某重檐歇山顶的大殿结构为研究对象,基于SAP20
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目前对古建筑或者仿古建筑的研究主要集中在古建筑木结构整体力学性能,木结构斗拱或者榫卯等具体构建的性能研究,钢筋混凝土仿古建筑的整体力学性能的研究。而对目前已经出现并且数量持续增加的钢筋混凝土框架主体,木屋顶组合结构仿古建筑的整体力学性能研究较少。为深入研究钢筋混凝土主体木屋顶组合结构仿古建筑与钢筋混凝土仿古建筑的力学性能和抗震能力的优缺点,本文以西安某重檐歇山顶的大殿结构为研究对象,基于SAP2000有限元分析软件结合相应的实测数据和结构特点,采用弹簧来模拟榫卯和斗拱连接建立合理的组合结构模型和钢筋混凝土模型,进行对比分析。对组合结构和钢筋混凝土结构模型进行静力分析,通过观察位移图和应力图,得出组合结构竖向位移小于钢筋混凝土结构,平面位移大于钢筋混凝土结构,组合结构与钢筋混凝土结构相比,有效避免了结构“头重脚轻”的不利因素。从两结构的模态分析结果中提取其振动频率和振型。经分析比较可知钢筋混凝土结构和组合结构频率前五阶相差不大,8-20阶组合结构的频率约为钢筋混凝土的0.85倍,两模型的主振型都是以平动为主并伴随扭转。从两模型推覆分析的结果中:得到结构塑性铰的发展过程,以及基底剪力和顶点位移的变化曲线,观察发现组合仿古建筑的基底剪力小于钢筋混凝土仿古建筑的基底剪力,且组合仿古建筑的延性大于钢筋混凝土仿古建筑的延性,组合结构延性约为钢筋混凝土结构的3倍。组合仿古建筑和钢筋混凝土仿古建组的破坏均从最外侧檐柱开始,然后再发展到中部的外金柱,最后再到最内侧的里金柱;不同的是组合结构梁柱都发生了破坏,钢筋混凝土结构只有柱发生了破坏而梁并没有发生破坏。通过对组合结构模型和钢筋混凝土结构模型进行同一地震激励作用下的动力时程分析,分别得到其基底剪力,结构位移,残余位移,观察基底剪力发现钢筋混凝土结构在不同地震波作用下X和Y向的值为组合结构的1.06-1.44倍。钢筋混凝土地震输入能量大于组合结构;观察结构位移发现组合结构各位置的位移约为钢筋混凝土结构的2.0倍,观察残余位移得出,组合结构的残余位移一般小于钢筋混凝土结构。
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