交通激励下聊城光岳楼木结构的动力响应分析及评估

摘要

交通车辆引起的振动是长期的、反复的，对古建筑木结构的影响是潜移默化的，持续反复的振动会使古建筑木结构的损伤不断积累，从而导致古建筑结构整体性能降低、地基下沉、开裂、使用寿命缩短。交通激励对周围建筑物的影响越来越大，尤其是对古建筑的影响更是不容忽视。本文以聊城光岳楼—国家重点文物保护单位为研究对象，对光岳楼进行实地振动监测，依据现场实测振动数据，确定现场控制监测点的速度响应的取值方法，以便能够获得更加符合实际情况的光岳楼木结构响应的速度值；建立有限元模型，对其进行模态分析，得到动力参数；建立整体有限元模型，以实测激励作为输入，得到光岳楼木结构在交通激励下的动力响应；对光岳楼木结构的振动情况进行安全评估；为交通沿线的古建筑木结构动力响应分析和评估提供依据，为古建筑附近交通线路的规划设计、施工提供借鉴。
　　本研究主要内容包括：⑴确定现场控制监测点速度响应的取值方法。本文分别采用《古建筑防工业振动技术规范》中规定的控制监测点振动速度的取值方法及控制监测点振动速度幅值的概率统计方法两种方法，来确定光岳楼控制监测点振动速度响应值，并对两种方法取得的振动速度响应值进行对比、分析，得出振动速度幅值的统计值作为控制监测点速度响应值更能反映出光岳楼木结构的实际振动情况。⑵对光岳楼木结构有限元模型进行模态分析，得到光岳楼木结构的自振频率，并将其与实测值、《古建筑防工业振动技术规范》公式计算值进行对比、分析，得出有限元模型可以用来对光岳楼木结构进行模拟。⑶通过ANSYS软件建立光岳楼土体-高台基-上部木结构整体有限元模型，以光岳楼环道测点实测交通激励作为输入，从而得到其在交通激励下动力响应。⑷通过现场实测出的光岳楼木材顺纹弹性波速，计算出《古建筑防工业振动技术规范》规定的光岳楼顶层柱顶水平振动速度容许值，并以其为限值，通过实测数据和数值模拟数据分别对光岳楼振动情况进行安全评估，得出需要采取科学可靠的减振、隔振措施来保护光岳楼安全。

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第一章 绪论

1.1 研究背景及意义

1.2 国内外研究现状

1.3 问题的提出

1.4 研究内容及方法

1.5 论文创新点

第二章 光岳楼地面交通振动监测及数据处理分析

2.1 引言

2.2 光岳楼概况

2.3振动测试方案

2.4 测试数据预处理

2.5 测试数据分析

2.6 光岳楼控制监测点速度响应取值

2.7 本章小结

第三章 地面交通振动对光岳楼影响的数值分析

3.1 引言

3.2 模态分析

3.3 光岳楼有限元模型建立

3.4 整体有限元模型的建立

3.5 光岳楼的动力响应

3.6 本章小结

第四章 光岳楼交通振动响应评估

4.1 引言

4.2 国外建筑物振动评价标准

4.3 国内建筑物振动评价标准

4.4 木材弹性波速测试

4.5 光岳楼木结构振动评估

4.6 本章小结

第五章 结论与展望

5.1 结论

5.2 展望

参考文献

致谢

攻读学位期间发表的学术论文