唐代殿堂型木构架摇摆柱力学模型研究

作     者：王娟 崔志涵 张熙铭 WANG Juan;CUI Zhi-han;ZHANG Xi-ming

作者机构：北京交通大学土木建筑工程学院北京100044 结构风工程与城市风环境北京市重点实验室北京100044 

出 版 物：《工程力学》 (Engineering Mechanics)

年 卷 期：2021年第38卷第3期

页      面：60-72页

核心收录：

学科分类：08[工学] 081402[工学-结构工程] 081304[工学-建筑技术科学] 0813[工学-建筑学] 0814[工学-土木工程] 

基　　金：国家自然科学基金面上项目(51978038) 高等学校学科创新引智基地计划项目(B13002) 

主　　题：木构架 摇摆柱 力学模型 唐代 殿堂型 

摘      要：以山西佛光寺东大殿为代表的唐代殿堂型木结构建筑年代久远,具有极其重要的历史文化价值。已有研究表明柱架层、铺作层和屋架层的水平分层结构使其具有良好的抗震性能,其中柱摇摆在抗震中发挥了重要作用。以唐代殿堂型木构架中的木柱为研究对象,对其在水平荷载作用下的抗侧机理进行了详细分析:考虑摇摆过程中柱头和柱脚受压面应力状态变化及受压区木材的弹塑性变形,将柱摇摆过程划分为六个子状态,分别建立了各子状态的几何方程、平衡方程和接触面应力分布关系;对柱头、柱脚受压面形状变化以及柱头栌斗压力合力作用点和柱脚础石支反力合力作用点的平移过程进行详细分析;建立了摇摆柱抗侧力-柱头水平位移力学模型,并通过与数值计算结果及已有理论模型的对比验证了所提模型的有效性。此外,还对比分析了唐、宋两个历史时期殿堂型木构架因柱架层构造不同而产生的抗侧性能差异。研究成果可为早期古建木构抗震性能及加固研究提供理论基础。