砖石古塔的地震“修复”及动力学特征初探

汇集了 4例震裂古塔震而复合的有关历史资料。分析认为可探索用人工激震方法对开裂古塔进行修复。从震害资料看出 ,砖石古塔在地震烈度 度以上时将出现破坏。研究了砖石古塔的结构特性 ,提出了对古塔自振周期的计算公式。指出这些研究对古塔的修复、加固及抗震性能评价 ,无疑是有益的     

砖石古塔基本周期的简化计算方法

古塔的自振周期是古塔损伤程度评价和抗震分析的重要参数。本文依据结构动力学基本理论和古塔动力特性实测数据,以砌体的材料性能、塔身厚度、塔身截面形状、塔身开洞率等关键参数为指标,通过古塔基本周期的理论分析和计算机模拟,提出了基于弯曲悬臂杆模型的四系数简化计算公式。按照该公式对14座典型砖石古塔的基本周期进行了计算,并与现场实测值做了对比,表明该公式计算精度满足工程要求,可用于多种类型砖石古塔的动力特性估算。     

砖石古塔抗震性能评估方法及抗震加固措施研究

为了提高砖石古塔的抗震性能,针对其地震反应特点,研究了砖石古塔的抗震薄弱部位、抗震性能评估方法、评价指标以及抗震加固措施。主要研究结论为:（1）提出了采用极限承载能力与层间位移角2个指标综合评估砖石古塔的抗震性能,并通过工程实例验证了该方法的有效性。（2）提出了对穿锚杆锁定内外钢带围箍和竖向贯穿钢筋为主,聚丙烯酸脂乳液砂浆裂缝注浆为辅的砖石古塔综合抗震加固措施。（3）砖石古塔塔底截面为承载能力抗震薄弱部位,抗拉能力不足是导致塔体破坏的主要原因。（4）地震作用下,砖石古塔随着塔体层数的增加,层间位移角增大,顶层塔体为变形能力薄弱部位。该研究结果可为砖石古塔的抗震性能评估与抗震加固提供参考。     

砖石古塔抗震性能计算

砖石古塔为典型的中国古代建筑。由于建造年代久远,大多数古塔都遭受过地震的破坏。5.12汶川大地震对四川省都江堰奎光塔造成了严重的破坏。为了对其进行有效的抗震保护,本文结合奎光塔的结构特点,讨论了中国砖石古塔的抗震机理,得到了砖石古塔的抗震性能计算方法。     

砖石古塔震害程度与地震烈度的对应关系研究

依据四川省汶川地震中损伤的砖石古塔统计资料,结合现场考证和资料分析,探讨了古塔震害程度与地震烈度的对应关系.研究表明,砖石古塔因结构高大、材料老化,对地震作用较为敏感;在地震烈度Ⅵ度区域,52％以上的古塔出现局部损坏,在地震烈度Ⅸ度及以上区域,75％以上的古塔完全毁坏;按照中国现行抗震设防标准,在设防烈度Ⅵ度至Ⅸ度的范围内建立砖石古塔震害程度与地震烈度的表述关系是合适的.论文针对古塔的结构特征、地震损伤状况以及文物修复的要求,提出了古塔震害的分级定义,确定了砖石古塔震害程度与地震烈度对应的参考指标.     

窗户孔洞对砖石古塔地震反应的影响

以四川省都江堰奎光塔为工程背景,采用ANSYS软件建立实体有限元模型,应用时程反应分析法分析窗户孔洞对砖石古塔塔身控制截面应力分布规律,揭示该塔在2008年汶川地震中的震害机理。结果表明:塔身10层顶(塔身双层与单层的转换处)与1层顶为主塔抗震薄弱部位。砖石古塔窗孔附近区域应力集中现象较为突出,墙体外缘的最大、最小主应力都明显高于墙体内缘,靠近窗户附近区域的应力约为远离窗户处应力的2~3倍。在垂直于地震激励方向的主塔对称轴截面上,在窗顶出现较明显的剪应力集中,因此强震时窗顶为抗震薄弱部位。     

石结构古塔抗震性能研究

砖石古塔是我国古代劳动人们智慧的结晶,是研究古代建筑设计和抗震意识重要的佐证.本文介绍了石结构古塔的抗震历史,通过对古塔的基础、结构设计进行分析,结合脉动测试、爆破监测数据分析古塔的结构特性,并对古塔的抗震性能进行验算,揭示了几百年来古塔抵御强震的奥秘.     

银川海宝塔动力特性测试及抗震性能分析

为了给银川市海宝塔的修缮保护工作提供参考依据,对其动力特性及结构损伤状况开展测试和数值模拟分析。首先对海宝塔的材料强度进行测试和计算,得出塔砌体的抗压强度及弹性模量;然后对该塔进行环境激励作用下的振动响应测试,得到塔东西和南北方向的1阶频率;最后建立数值模型并分析其模态与抗震性能,得到海宝塔的动力特性与地震作用下塔体各层的层间位移角,并基于砖石古塔破坏状态位移准则以及损伤指标开展损伤分析。结果表明：海宝塔东西方向和南北方向的1阶频率较为接近,但不同楼层的振动频谱曲线差异较大,尤其是峰值点数量;楼层越高,最大位移和层间位移角越大,受损也越严重;结构总体刚度退化较为严重,存在较大安全隐患,需进一步开展深入分析并采取保护措施。     

不同振动幅值的建筑自振周期值的差异及统计关系

本文通过对建筑模型试验、原型实测、强震观测结果的分析对比，提供相应于新的抗震设计规范（GBJ11－89）“大震”、“小震”时建筑自振基本周期的一种求解方法。此外，还给出求解高层建筑某些高振型周期的统计结果。这些成果在工程计算时加以运用是可行的。     

基础刚度对砖石古塔地震响应影响研究

以西安万寿寺塔纠偏工程为研究背景,分别建立增加圈梁、圈梁-地梁组合以及圈梁-地梁-托盘组合模型下的塔体与基础协同工作模型。采用时程分析法,对不同基础刚度条件下塔体的地震响应进行分析及评估,结果表明:(1)增大基础刚度的同时结构的地震位移响应将会被放大,但应力时程曲线的波动范围随之缩小、幅值减小;(2)增设圈梁时由于塔底三向受力,塔底应力将被放大;(3)进行基础完全托换能够大幅改善塔底在地震作用下的受力状态。在塔体加固维修时应综合考虑地震作用下塔体的位移放大效应与塔体应力分布的影响,选取合适的基础刚度。     

晋南地区历史地震破坏古塔遗迹保护研究

笔者实地考察了晋南地区的安邑太平兴国寺塔、曲沃感应寺塔、襄汾北梁村灵光寺塔和芮城圣寿寺塔4座古塔现状,同时广泛查阅了有关这四塔的史料,了解了四塔的兴衰历史和保护修缮的程度。四座古塔主要遭受了1303年洪洞8级、1695年临汾7级、1556年陕西华县8级和1920年宁夏海原8.5级4次国内历史大震破坏。国家对这些文物高度重视,或列为省级或列为县级重点文物保护单位。同时,太平兴国寺塔、感应寺塔和圣寿寺塔已经进行了修缮,北梁村灵光寺塔准备维修。     

一种新型的建筑物修复或抗震加固方法

叙述了采用高强度纤维／环氧树脂复合材料对建筑物进行修复或抗震加固方法的特点、施工方法,实例表明该方法有广泛的应用前景,指出,该方法对保证人民财产安全及搞好防震减灾工作有积极作用。     

2014年山西平遥M_S4.1地震前后重力场变化特征分析

利用2012~2014年山西省绝对重力和流动重力观测资料,平差计算得到该时间段重力场变化值,分析区域重力场演化特征与2014年4月平遥MS4.1地震的关系。研究发现:(1)地震发生前研究区域出现了区域性的重力异常变化,在震中附近产生局部重力异常变化,形成了与活动断裂走向基本一致的重力变化高梯度带,这可能预示着与地震发生相关的构造运动或应力增强作用。(2)地震前后研究区重力场累积变化表现为应力场增强—持续增强—局部运动受阻超过临界值—能量突然释放,震后重力场变化恢复到平稳状态。     

基于模糊概率的多层砖房震害预测

将模糊数学中的模糊概率理论运用于震害预测中,并建立了多层砖房的震害预测模型。研究表明,该预测模型概念清晰、计算简单,具有较好的合理性与实用性,是一种较为精细的预测方法。     

岩石高速摩擦实验与地震物理过程

简述了最近20年来国内外岩石高速摩擦实验研究领域的进展和动态:岩石高速摩擦实验技术的发展实现了对高滑动速率、大位移的地震过程的实验模拟;其结果揭示了岩石和断层泥在地震滑动速率下的力学性状,深化了对断层滑动弱化机制、临界滑动距离、以及地震发生过程的认识和理解;实验在假玄武玻璃成因方面取得了重要进展,并提出了断层发生地震滑动可能留下的其它地质证据,可望为研究断层滑动性状与地震物理过程提供新的思路和信息.岩石高速摩擦实验今后的发展方向主要包括:发展具有加温系统和孔隙压系统的岩石高速摩擦实验装置,研究水热作用下岩石和断层泥的高速摩擦性状;室内实验和地震资料分析相结合研究断层滑动和地震机制;室内实验和野外地质调查相结合探索断层发生地震错动的地质证据等等.