简介:为了更科学地保护我国传统木构建筑,需要研究我国江南地区传统木构建筑的风振性能,为此,以江南地区最古老、保存最完整的佛教木构建筑——保国寺大殿的主殿为例进行风振性能研究。首先基于三维激光扫描获得的真实可靠的保国寺大殿的几何信息,采用SAP2000有限元软件建立主殿的有限元模型,并进行动力特性分析。再利用MATLAB软件编写脉动风速时程,并将风压作用于有限元模型上分析,得到主殿的风振响应。得到结构模态、位移时程曲线、位移谱曲线、加速度响应,并对时程位移风振系数和规范风振系数进行对比。结构的振动响应主要由前三阶振型控制,在强风荷载作用下,最容易出现的变形就是南北向振动、东西向振动和扭转振动;各个典型节点的最大位移均在侧向位移容许值内;迎风面阑额中心位移最大、屋面上半部次之、屋面下半部及檐柱柱头最小;主殿相连的两个部分的加速度相差较多,屋面和屋身的连接节点应成为日后保国寺大殿的保护重点;时程风振系数变化与规范风振系数的变化规律不同是因为结构横向刚度分布不均匀;时程风振系数是规范风振系数的1.2~1.4倍,这是由于按照规范计算风振系数的过程中只考虑了第一阶振型的影响而忽略其他所有振型的结果;规范风振系数的计算只适用于形状、质量沿高度不变的高耸结构,不适用于类似本研究中的低矮木构传统房屋结构。
简介:故宫灵沼轩是一座砌体结构与钢结构组合而成的文物建筑。为有效对其保护,采用数值模拟方法,研究了风振作用下结构的动力响应。基于灵沼轩结构现状,建立了有限元模型。通过模态分析,获得了灵沼轩的基频和主振型;通过对结构施加y向脉动风荷载,研究了重现期为50年时结构的风振特性,评价了结构在风荷载作用下的安全现状。结果表明:灵沼轩结构基频为f=5.75Hz,在x及y向的主振型以局部振动为主;脉动风压作用下,结构保持稳定振动状态,但顶部位置加速度峰值偏大。另风压作用下,砌体结构部分位置的抗拉强度不足,应在日常维护中予以重视;钢结构部分南于材料强度大,因而不会出现强度破坏。