應縣木塔扭、傾變形張拉復位的數字化模擬和安全性評價.pdf

1、中國古建筑既是中華民族悠久文明的歷史見證，也是全世界寶貴的文化遺產。它們不僅有寶貴的歷史價值，藝術價值，而且也是古代勞動人民科學智慧的結晶。其中木結構建筑在中國古建筑中占有很大的比例，它們更是我們東方古代建筑藝術的典范。 隨著社會文明的進步，人類對歷史文化遺產的潛在價值有了新的認識，古建筑的加固和保護研究已成為文物保護的一項重要工作?，F代科學技術的發(fā)展，也將使古建筑的加固保護從經驗階段轉入科學階段。 應縣木塔是中國現存最

2、古、最高的一座木結構塔，位于應縣縣城的佛宮寺內，為全國第一批重點文物保護單位。木塔建于遼清寧二年(公元1056年)，通高67.13米，塔的平面呈八角形，外觀五層，加上四層平座夾有的暗層，實為九層。 但是木塔經歷了九百多年的滄桑，風雨侵蝕，戰(zhàn)火襲擊，地震災害以及近千年的負荷承重與材質老化，個別構件損傷嚴重：有些坐斗壓裂或陷入梁枋，有些木柱劈裂、壓縮，有的梁枋彎折、移位，上有一百余處殘損，木結構損壞、脫落嚴重，致使木塔產生嚴重的歪斜

3、變形和扭曲變形，二、三層尤甚。木塔整體向北偏東傾斜，第二、三層向東北方向水平扭轉，二層層間偏移達到126.79毫米。如今木塔變形迅速，且逐年增加，呈現險狀，亟待修繕加固，國家《“十一五”時期文化發(fā)展規(guī)劃綱要》已將該塔列為文物保護維修重點工程。 本文以應縣木塔為研究對象，用試驗和有限元數值計算的方法，進行了以下幾個方面的工作： 1、在收集應縣木塔相關資料的基礎上，對應縣木塔做出結構的破損狀況評價；在總結歷史上和目前修繕方案

4、的基礎上，結合導師的課題開展應縣木塔修繕方案的數字化模擬研究； 2、分析研究應縣木塔中的斗棋構造形式，制作三類典型的斗棋模型并進行試驗，得到應縣木塔中斗棋的受力特性；根據這三類斗棋的構造形式，提出了斗棋的簡化模型即空間牛腿模型，并制作模型進行試驗，得出了簡化模型的合理尺寸； 3、分析研究應縣木塔中各個桿件之間的連接構造，進行了合理的簡化，引入空間牛腿連接代替斗棋連接，從而建立了應縣木塔的有限元計算模型，對木塔進行了模態(tài)