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仿古建筑木屋盖结构加固设计与抗震分析

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摘要

为人们俗称的大屋顶建筑,就是具备近现代功能的仿中国传统形式的仿古建筑,也称为“民族形式建筑”。上世纪五十年代建了大批的仿古建筑,使用的是木屋架与檩条、椽条、木望板构成的空间结构,经过六十年的使用,木质构件的个别部位出现腐蚀、干裂等现象,需要对整体结构进行加固、维修,并对其结构进行重新的验算,本文的以建于上世纪五十年代的某教学实验楼木质屋盖结构为例,开展了以下研究工作:
   1、调查了并统计了木屋盖结构的损坏情况,如干裂、腐烂、结构设计缺陷等,并针对不同的损坏情况提出了改造方法。研究发现,虽然经过较长时间的使用,其主体结构大部分仍能保持承载能力,仅有局部发生损坏,经过简单的维修仍能够正常使用。
   2、应用数值分析软件ANSYS对多榀屋架结构进行了静力分析,屋架整体结构在设计载荷作用下内部应力均较小,符合设计要求。
   3、选取三个典型的多榀空间屋盖结构,对其在地震作用下的响应分别进行了模态分析、谱分析和时程分析,在时程分析中分别计算了屋架结构在三种地震波:天津波、迁安波和人工波作用下的响应。计算表明,即使在强震的作用下,屋盖结构只会发生局部损坏,符合建筑抗震设计的要求。
   4、使用流体力学分析软件Fluent,对单檐和重檐大屋顶式仿古建筑在风作用下的屋面各点的压力分布进行了计算,并对此时的屋盖结构受力进行了分析。

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