应县木塔的稳定性评估.pdf

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1、第201113年笋150月Journalofwale水；R利．e与建筑，a工A程h学e报raI0Vo1．11No．5ct．．20l3应县木塔的稳定性评估陈特，于林波2(1．西安建筑科技大学土木工程学院，陕西西安710055；2．中国建筑西北设计研究院，陕西西安710018)摘要：以应县木塔为例，在现场调查研究的基础上，就二层明层整体建立有限元模型，细化柱脚构造，模拟分析在不同柱顶位移下的二层整体变形情况以及柱脚、梁枋内力，探讨木塔结构可能的破坏模式，对木塔稳定性作出评估。研究结果表明，木塔二层明层的破坏始于西南面外檐中柱的局部失稳。该柱因柱脚榫局部最大拉应力过大而发生损伤，在柱顶偏离柱脚接

2、近685r一时将完全破坏。该柱柱脚榫局部应力目前已处于破坏区间，若木塔受到剧烈扰动，发生失稳的概率增大。关键词：木结构古建筑；应县木塔；稳定性；止偏加固中图分类号：TU311．2文献标识码：A文章编号：1672一ll44(2(】13)o5—0102—05AppraisalonStabilityofYingxianWoodenTowerCHENTe．YULin．bos(1．Xi’anUniversityofArchitectureandTechnology，Xi’an，Shaanxi71055，China；2．ChinaConstructionNorthwestDesignandResear

3、chInstitute，Xi’art，Shaanxi710018，China)Abstract：TakingYingxianWoodenTowerforexampleandbasedontheinvestigationandresearchinsite，afiniteele—mentmodeliSestablishedforthewholesecondvisiblefloorofthetowerinordertorefinethestructureofthecolumnfoot，simulateandanalyzetheoveralldeformationofthesecondvisibl

4、efloorandtheinternalforceofthecolullnfootandbeamsinthediferentdisplacementofcolumrls，thendiscussthepossiblefailuremodeofthetower，andmaketheassessmentforthestabilityofthetower．Theresultsshowthatthedamageonthesecondvisiblefloorofthetowerstartswiththeinstabil—itvofthesouthwestcolumn．Thecolumnfootwill

5、gethurtwhentheiTlaximumtensilestressofthecolumnfootexceedsitslimit，andthecolulTflfootwillbecompletelydestroyedifthedeparturedistancebetweenthetopandfotofthecolumnreaches685inIn．estressofthecolumnfoothasbeenindamageinterva1．Theprobabilityofinstabilitywillincreaseifthetowersuffersfromdisturbanceseri

6、ously．Keywords：ancienttimberbuilding；YingxianWoodenTower；stability；strentheningforpreventingdeparture平面上刚度分布不均，层问刚度比变化较大，薄弱层0引言为二层明层。二层明层主要的变形情况是整体向东山西应县木塔又称佛宫寺释迦塔，位于山西省北方向倾斜，西南面倾斜最为严重，东北面最为轻应县城内西北隅。应县木塔作为中国现存唯一的纯微_2J。经过近二十年的监测数据显示，二层明层整木结构古塔，经历近千年的沧桑，已是病害缠身，从体倾斜以及单柱倾斜都在持续发展，并且有加速发近几十年对木塔的监测数据可以得出

7、塔体的变形正展的趋势。在加剧发展，现在已经到了仅在自重作用下就很有本文以应县木塔残损现状为依据，利用有限元可能发生失稳的状态。应县木塔E作为我国现存唯软件对其模拟分析，探讨木塔结构可能的破坏模式，一的木结构塔，历史文化价值极高。木塔由五层明对木塔稳定性作出评估。在此分析基础上，可为制层、四层暗层构成，每层为内外两圈柱构成的正八边定相应的止偏加固方案提供依据。形木框架，层高各不相同。塔身整体结构在竖向和收稿日期：2013．