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古塔抗震性能研究
作者：袁建力 著
出版社：科学出版社
出版时间：2018-09-01
ISBN：9787030587077
定价：¥159.00
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内容简介
中国古塔是世界建筑遗产的重要组成部分，具有宝贵的历史、艺术和 科学研究价值。《古塔抗震性能研究》针对文物保护和科技发展的需要，基于科学研究和工 程实践成果，对古塔的抗震性能及鉴定加固方法进行了系统的归纳提炼和 运用分析。 《古塔抗震性能研究》以砖石古塔的抗震性能为主线，对古塔的地震灾害及损坏规律进 行了统计归纳，分析了建筑类型、结构构造和场地对古塔抗震能力的影响， 介绍了古塔动力特性的理论分析方法和无损测试技术，探讨了基于动力特性 的古塔有限元建模方法以及弹塑性时程分析方法，给出了古塔水平地震作用 和竖向地震作用分析方法，提供了古塔抗震鉴定和加固方法以及嵌筋加固塔 体的抗震承载力验算方法。《古塔抗震性能研究》论述的古塔抗震性能研究成果，既遵循了文 物保护和结构安全的原则，也体现了传统工艺和现代科学技术的兼容性，其 基本方法和技术可推广至同类砖石、砖木古建筑的抗震研究与保护。
作者简介
暂缺《古塔抗震性能研究》作者简介
目录
目录
前言
第1章 古塔的建筑类型与结构特征 1
1.1 古塔的建筑类型 1
1.1.1 古塔按建筑造型分类 1
1.1.2 古塔按建筑材料分类 5
1.2 古塔的结构特征 8
1.2.1 古塔的结构组成 8
1.2.2 塔身的结构特征 11
1.2.3 外伸构件的连接构造 17
1.2.4 基础与地基的构造 19
第2章 古塔的地震灾害与损坏规律 25
2.1 古塔的历史震害资料与统计规律 25
2.1.1 古塔历史震害资料的分析 25
2.1.2 古塔的地震损坏特征与规律 33
2.2 汶川地震古塔震害规律研究 35
2.2.1 研究概况 35
2.2.2 古塔震害程度与地震烈度的关系 36
2.2.3 古塔地基变形震害的规律 39
2.2.4 古塔砌体开裂震害的规律 42
2.2.5 古塔结构垮塌震害的规律 46
2.2.6 结论与建议 49
第3章 古塔动力特性分析测试方法 50
3.1 古塔动力特性的理论分析方法 50
3.1.1 古塔的动力计算模型 50
3.1.2 古塔动力特性的分析方法 51
3.1.3 古塔动力特性分析的基本参数 55
3.1.4 基于MATLAB的动力特性参数求解方法 57
3.2 古塔动力特性的现场测试方法 58
3.2.1 动力特性测试的意义 58
3.2.2 动力特性的测试方法 59
3.2.3 脉动法的测试装置和测点布置 60
3.2.4 测试影响因素及处理方法 63
3.2.5 结构动力特性的分析 66
3.3 古塔基本自振周期的简化计算方法 67
3.3.1 古塔基本周期的理论分析基础 68
3.3.2 古塔基本周期的经验公式 69
3.3.3 典型古塔基本自振周期的对比分析 73
3.4 虎丘塔动力特性研究 74
3.4.1 虎丘塔建筑概况 74
3.4.2 虎丘塔动力特性的理论分析 75
3.4.3 虎丘塔动力特性的现场测试 79
3.4.4 虎丘塔动力特性测试数据分析 81
3.4.5 理论分析值、实测值与有限元分析值的比较 87
第4章 古塔有限元模拟分析方法 89
4.1 基于动力特性的古塔建模方法 89
4.1.1 基于动力特性的古塔建模流程 89
4.1.2 影响古塔动力特性的主要因素 90
4.1.3 结构参数识别的模态转换方法 91
4.1.4 动力特性对结构参数调整的灵敏度 92
4.2 古塔弹塑性动力时程分析 93
4.2.1 分析软件与分析方法 93
4.2.2 砌体的本构关系和恢复力模型 94
4.2.3 地基的本构关系 98
4.2.4 地震波的选用和修正 99
4.2.5 破坏演化过程的显性动力学分析技术 102
4.3 龙护舍利塔的有限元建模和弹塑性动力分析 105
4.3.1 基本资料与研究内容 105
4.3.2 砌体材性试验与地基勘测 108
4.3.3 基于动力特性的有限元模型 110
4.3.4 考虑土{结构相互作用的分析模型 114
4.3.5 地震波的选用与处理 115
4.3.6 古塔地震响应的弹性时程分析 120
4.3.7 古塔地震响应的弹塑性时程分析 126
第5章 古塔地震作用的分析方法 132
5.1 古塔水平地震作用分析方法 132
5.1.1 计算模型的确定 132
5.1.2 振型分解反应谱法的运用 133
5.1.3 底部剪力法的运用 136
5.1.4 计算示例与地震作用对比分析 139
5.1.5 结论与建议 144
5.2 古塔竖向地震作用分析方法 145
5.2.1 古塔竖向地震作用研究状况 145
5.2.2 竖向地震作用基本公式分析 146
5.2.3 古塔竖向地震作用的分析方法 149
5.2.4 计算示例与竖向地震作用效应分析 151
5.2.5 结论与建议 158
第6章 古塔抗震鉴定方法 160
6.1 古塔抗震鉴定的目标和程序 160
6.1.1 古塔抗震鉴定目标 160
6.1.2 抗震鉴定程序及评价 161
6.2 古塔抗震性能的宏观检验 161
6.2.1 场地与地基基础检验 161
6.2.2 结构体系检验 162
6.2.3 历史震害检验 164
6.3 古塔抗震能力的定量分析 164
6.3.1 结构动力特性与地震作用效应 164
6.3.2 结构体系抗震承载力验算 165
6.3.3 地基和基础抗震验算 167
6.4 扬州文峰塔抗震鉴定研究 167
6.4.1 文峰塔抗震鉴定研究方案 167
6.4.2 文峰塔抗震性能的宏观检验 169
6.4.3 塔体结构抗震承载力的分析评价 176
6.4.4 附属结构抗震承载力的分析评价 191
6.4.5 文峰塔抗震鉴定结论和加固建议 193
第7章 古塔抗震加固方法 196
7.1 古塔抗震加固的一般规定 196
7.2 古塔地基及基础的加固方法 197
7.2.1 加固方法的选择和要求 197
7.2.2 地基的加固设计及施工 198
7.2.3 基础的加固设计及施工 199
7.3 古塔塔身的加固方法 200
7.3.1 加固方法的选择和要求 200
7.3.2 塔体的加固设计及施工 201
7.4 古塔附属结构的加固方法 209
7.4.1 加固方法的选择和要求 209
7.4.2 附属结构的加固设计及施工 210
7.5 都江堰奎光塔抗震加固方案 212
7.5.1 工程概况 212
7.5.2 地震造成的塔体损坏状况 213
7.5.3 奎光塔塔身加固方案 215
第8章 嵌筋加固古砖塔的抗震承载力验算 220
8.1 古砖塔嵌筋加固与抗震验算的意义 220
8.2 嵌筋加固塔体偏心受压抗震验算 221
8.2.1 抗震验算的基本依据与假定 222
8.2.2 实心塔体矩形截面偏心受压验算 223
8.2.3 空心塔体矩形截面偏心受压验算 224
8.2.4 古塔环形、圆形截面偏心受压验算 225
8.2.5 六边形或八边形古塔截面的简化处理 227
8.3 嵌筋加固塔体受剪抗震验算 229
8.3.1 配筋砌体受剪性能研究成果的分析 229
8.3.2 钢箍加固砖塔的抗震性能试验 231
8.3.3 试件受剪承载力分析 233
8.3.4 嵌筋加固古砖塔受剪抗震验算公式的建议 234
8.4 古塔嵌筋加固抗震承载力验算示例 235
8.4.1 基本资料 235
8.4.2 加固方案与施工 235
8.4.3 截面偏心受压抗震验算 237
8.4.4 截面受剪抗震验算 241
主要参考文献 243
附录 国保单位古塔所在地区的抗震设防依据 248
索引 261
前言
第1章 古塔的建筑类型与结构特征 1
1.1 古塔的建筑类型 1
1.1.1 古塔按建筑造型分类 1
1.1.2 古塔按建筑材料分类 5
1.2 古塔的结构特征 8
1.2.1 古塔的结构组成 8
1.2.2 塔身的结构特征 11
1.2.3 外伸构件的连接构造 17
1.2.4 基础与地基的构造 19
第2章 古塔的地震灾害与损坏规律 25
2.1 古塔的历史震害资料与统计规律 25
2.1.1 古塔历史震害资料的分析 25
2.1.2 古塔的地震损坏特征与规律 33
2.2 汶川地震古塔震害规律研究 35
2.2.1 研究概况 35
2.2.2 古塔震害程度与地震烈度的关系 36
2.2.3 古塔地基变形震害的规律 39
2.2.4 古塔砌体开裂震害的规律 42
2.2.5 古塔结构垮塌震害的规律 46
2.2.6 结论与建议 49
第3章 古塔动力特性分析测试方法 50
3.1 古塔动力特性的理论分析方法 50
3.1.1 古塔的动力计算模型 50
3.1.2 古塔动力特性的分析方法 51
3.1.3 古塔动力特性分析的基本参数 55
3.1.4 基于MATLAB的动力特性参数求解方法 57
3.2 古塔动力特性的现场测试方法 58
3.2.1 动力特性测试的意义 58
3.2.2 动力特性的测试方法 59
3.2.3 脉动法的测试装置和测点布置 60
3.2.4 测试影响因素及处理方法 63
3.2.5 结构动力特性的分析 66
3.3 古塔基本自振周期的简化计算方法 67
3.3.1 古塔基本周期的理论分析基础 68
3.3.2 古塔基本周期的经验公式 69
3.3.3 典型古塔基本自振周期的对比分析 73
3.4 虎丘塔动力特性研究 74
3.4.1 虎丘塔建筑概况 74
3.4.2 虎丘塔动力特性的理论分析 75
3.4.3 虎丘塔动力特性的现场测试 79
3.4.4 虎丘塔动力特性测试数据分析 81
3.4.5 理论分析值、实测值与有限元分析值的比较 87
第4章 古塔有限元模拟分析方法 89
4.1 基于动力特性的古塔建模方法 89
4.1.1 基于动力特性的古塔建模流程 89
4.1.2 影响古塔动力特性的主要因素 90
4.1.3 结构参数识别的模态转换方法 91
4.1.4 动力特性对结构参数调整的灵敏度 92
4.2 古塔弹塑性动力时程分析 93
4.2.1 分析软件与分析方法 93
4.2.2 砌体的本构关系和恢复力模型 94
4.2.3 地基的本构关系 98
4.2.4 地震波的选用和修正 99
4.2.5 破坏演化过程的显性动力学分析技术 102
4.3 龙护舍利塔的有限元建模和弹塑性动力分析 105
4.3.1 基本资料与研究内容 105
4.3.2 砌体材性试验与地基勘测 108
4.3.3 基于动力特性的有限元模型 110
4.3.4 考虑土{结构相互作用的分析模型 114
4.3.5 地震波的选用与处理 115
4.3.6 古塔地震响应的弹性时程分析 120
4.3.7 古塔地震响应的弹塑性时程分析 126
第5章 古塔地震作用的分析方法 132
5.1 古塔水平地震作用分析方法 132
5.1.1 计算模型的确定 132
5.1.2 振型分解反应谱法的运用 133
5.1.3 底部剪力法的运用 136
5.1.4 计算示例与地震作用对比分析 139
5.1.5 结论与建议 144
5.2 古塔竖向地震作用分析方法 145
5.2.1 古塔竖向地震作用研究状况 145
5.2.2 竖向地震作用基本公式分析 146
5.2.3 古塔竖向地震作用的分析方法 149
5.2.4 计算示例与竖向地震作用效应分析 151
5.2.5 结论与建议 158
第6章 古塔抗震鉴定方法 160
6.1 古塔抗震鉴定的目标和程序 160
6.1.1 古塔抗震鉴定目标 160
6.1.2 抗震鉴定程序及评价 161
6.2 古塔抗震性能的宏观检验 161
6.2.1 场地与地基基础检验 161
6.2.2 结构体系检验 162
6.2.3 历史震害检验 164
6.3 古塔抗震能力的定量分析 164
6.3.1 结构动力特性与地震作用效应 164
6.3.2 结构体系抗震承载力验算 165
6.3.3 地基和基础抗震验算 167
6.4 扬州文峰塔抗震鉴定研究 167
6.4.1 文峰塔抗震鉴定研究方案 167
6.4.2 文峰塔抗震性能的宏观检验 169
6.4.3 塔体结构抗震承载力的分析评价 176
6.4.4 附属结构抗震承载力的分析评价 191
6.4.5 文峰塔抗震鉴定结论和加固建议 193
第7章 古塔抗震加固方法 196
7.1 古塔抗震加固的一般规定 196
7.2 古塔地基及基础的加固方法 197
7.2.1 加固方法的选择和要求 197
7.2.2 地基的加固设计及施工 198
7.2.3 基础的加固设计及施工 199
7.3 古塔塔身的加固方法 200
7.3.1 加固方法的选择和要求 200
7.3.2 塔体的加固设计及施工 201
7.4 古塔附属结构的加固方法 209
7.4.1 加固方法的选择和要求 209
7.4.2 附属结构的加固设计及施工 210
7.5 都江堰奎光塔抗震加固方案 212
7.5.1 工程概况 212
7.5.2 地震造成的塔体损坏状况 213
7.5.3 奎光塔塔身加固方案 215
第8章 嵌筋加固古砖塔的抗震承载力验算 220
8.1 古砖塔嵌筋加固与抗震验算的意义 220
8.2 嵌筋加固塔体偏心受压抗震验算 221
8.2.1 抗震验算的基本依据与假定 222
8.2.2 实心塔体矩形截面偏心受压验算 223
8.2.3 空心塔体矩形截面偏心受压验算 224
8.2.4 古塔环形、圆形截面偏心受压验算 225
8.2.5 六边形或八边形古塔截面的简化处理 227
8.3 嵌筋加固塔体受剪抗震验算 229
8.3.1 配筋砌体受剪性能研究成果的分析 229
8.3.2 钢箍加固砖塔的抗震性能试验 231
8.3.3 试件受剪承载力分析 233
8.3.4 嵌筋加固古砖塔受剪抗震验算公式的建议 234
8.4 古塔嵌筋加固抗震承载力验算示例 235
8.4.1 基本资料 235
8.4.2 加固方案与施工 235
8.4.3 截面偏心受压抗震验算 237
8.4.4 截面受剪抗震验算 241
主要参考文献 243
附录 国保单位古塔所在地区的抗震设防依据 248
索引 261
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