黔东南地区侗族木结构鼓楼抗震性能数值分析

摘要

为研究黔东南地区侗族木结构鼓楼的动力特性和抗震性能,本研究选取凯里某鼓楼为研究对象,采用ABAQUS软件建立了鼓楼数值模型。通过模态分析,得到了结构的主要频率和振型,并考察了柱脚刚接对结构模态的影响。通过输入不同地震波对结构进行了多遇地震和罕遇地震作用下的抗震分析,得到了不同工况下各层关键节点的加速度和位移响应曲线。结果表明:鼓楼的1阶和2阶频率为0.325 Hz和0.328 Hz,振动方向为两个水平方向平动;柱脚刚接对鼓楼模型频率有显著影响,木柱放置础石上的连接方式保证了结构的柔性以及长周期特征,有利于结构在抗震过程中更好的吸收地震能量;罕遇地震下结构各层的层间位移角,其中EL-Centro波的最大层间位移角为0.010 rad,Takochi-oki波为0.025 3 rad,兰州人工波为0.028 rad,均小于规定限值0.033 rad,说明鼓楼在罕遇地震下仍具有良好的变形和抗倒塌能力;在6度罕遇地震作用下,结构关键节点的位移响应随层数的增大而增大,中高楼层柱节点的加速度峰值明显大于底部楼层,因此鼓楼上部结构为其薄弱层,在抗震加固中应重点关注。