【正文】 河南安陽天盛寺觀音閣結(jié)構(gòu)強(qiáng)度分析 GuanYinGe Temple of AnYang Henan Structure Strength Analysis 姓 名： 范亞倫 班 級： 土木 06A— 2 學(xué) 號： 06103020213 指導(dǎo)教師： 王建省 教授 2 摘 要 由于人們對考古熱情的不斷升溫和全國各地不斷出現(xiàn)的古代遺址 ，人們 越來越 重視 古代建筑、民族建筑 。 與此 同時 現(xiàn)代建筑的施工工藝也日趨完善， 全國各地 都 有大量 鋼筋混凝土仿古建筑在 建造和修建 。但仿古建筑的設(shè)計都是采用現(xiàn)代普通建筑的建筑規(guī)范，由于古代建筑與現(xiàn)代建筑結(jié)構(gòu)形式有很大不同，現(xiàn)行規(guī)范對仿古建筑的適用性較差。 目前為止對仿古建筑的研究止步于設(shè)計階段。限于我國建筑規(guī)范不是特別完善，仿古建筑沒有自己獨立的設(shè)計準(zhǔn)則。本文是在設(shè)計的基礎(chǔ)上作進(jìn)一步的結(jié)構(gòu)應(yīng)力分析，這是仿古建筑的一個全新領(lǐng)域。 我 是以天盛寺觀音閣為藍(lán)本，對其進(jìn)行受力分析，檢驗國家設(shè)計規(guī)范對仿古建筑的適用性，并在一般設(shè)計準(zhǔn)則的基礎(chǔ)上提出更適用于仿古建筑的標(biāo)準(zhǔn)。該樓閣技術(shù)含量高，施工過程復(fù)雜，堪稱古建筑的集 大成者，對它的研究可以推廣到其他古建筑。 本論文以結(jié)構(gòu)受力計算為主要分析手段，運用 ANSYS 軟件來進(jìn)行模擬，從基本的主體結(jié)構(gòu)形式開始，建立樓閣的整體模型，對關(guān)鍵的受力部位進(jìn)行著重分析。綜合考慮該觀音閣在受力狀態(tài)下的關(guān)鍵部位，對其施以相應(yīng)的載荷，得到結(jié)構(gòu)的受力情況，并提出該結(jié)構(gòu)受力的發(fā)展趨勢，并且提出加固和優(yōu)化措施。然后對樓閣重新進(jìn)行分析，探討仿古建筑中薄弱部位受力的問題，并予以分析和解決。希望此次研究能達(dá)到預(yù)期的成果。 關(guān)鍵詞： 仿古建筑 ；建模 ；強(qiáng)度分析； ANSYS 3 Abstract As people continue to heat up and archaeological enthusiasm emerging throughout the ancient ruins, there was a growing emphasis on ancient architecture, national construction. At the same time modern architecture construction technology was also maturing around the country had a large number of antique buildings of reinforced concrete construction and construction. The ancient architecture and modern building structure was very different from the existing norms on the applicability of antique buildings less. So far the research on ancient architecture stop at the design stage. China39。s building codes were not limited to the special sound, antique building without its own independent design criteria. This article was based on the design of further structural stress analysis, this was a new area of antique architecture. Tiansheng Temple was modeled Guanyinge their conduct stress analysis, test design specifications state the applicability of the antique building, and in the general design criteria based on the more suitable for antique building standards. In this thesis, the structure of the force as the main means of calculation, using ANSYS software to simulate the main structure from the basic start, build castles in the whole model, the force of the key sites were analyzed. Considering the force of the Goddess of Mercy House in the key parts of the state, shall be subjected to appropriate load, get the force structure, and to propose the development trend of the force structure, and propose measures for strengthening and optimization. Hope this research can achieve the desired results. Key words: Antique buildings； Modeling； Strength analysis； ANSYS 4 目 錄 第一 章．緒論 .......................................................6 中國古建筑的歷史文化價值 ...................................6 古建筑結(jié)構(gòu)的模數(shù)體系 .......................................7 材分制 ................................................7 斗口制 ................................................8 柱徑制 ................................................9 課題研究的背景 .............................................9 第二章 .仿古建筑的結(jié)構(gòu)形式 ........................................10 仿古建筑 結(jié)構(gòu) 的 設(shè)計要求 ....................................10 模數(shù)要求和構(gòu)件定型化 .................................11 屋面造型要求 .........................................11 獨特的結(jié)構(gòu)構(gòu)件 .......................................11 觀音閣的結(jié)構(gòu)特點 ..........................................13 平面 .................................................13 立面 .................................................14 梁、枋 ...............................................15 第三章 . ANSYS 有限元分析 ..........................................16 ANSYS 軟件介紹 .............................................16 ANSYS 基本操作過程 .........................................17 單元類型的選取 ............................................18 該選桿單元還是梁單元 .................................18 對于薄壁結(jié)構(gòu)是選實體單元還是殼單元 ...................19 結(jié)構(gòu)靜力學(xué)中常用的單元類型 ...........................19 單元類型 的選擇 ............................................20 有限元法的概述和具體步驟 ..................................22 單元劃分和位移模式的確定 .............................22 單元分析 .............................................23 總體分析 .............................................24 求解有限元方程組 .....................................24 非線性有限元的基本理論和分析步驟 ..........................25 單元分析 .............................................25 5 整體分析 .............................................26 求解非線性方程組 .....................................26 第四章 . 觀音閣結(jié)構(gòu)強(qiáng)度分析 .......................................27 荷載統(tǒng)計 ..................................................27 荷載分類和荷載代表值 .................................27 荷載組合 .............................................27 雪荷載 ...............................................29 風(fēng)荷載 ...............................................30 荷載計算 ..................................................32 根據(jù)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范得出的 數(shù)據(jù) .......................32 求解豎向荷載 .........................................33 求解水平風(fēng)荷載 .......................................34 有限元分析觀音閣的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度 ................................38 第五章 . 結(jié)論 .....................................................64 致 謝 .........................................................66 聲 明 .........................................................67 參考文獻(xiàn) .........................................................68 外文翻譯 .........................................................71 6 第一章 緒論 中國古建筑的歷史文化價值 中國古建筑是 指 在 近代西方文明影響中華文明之前，在中國古文化 作用 下產(chǎn)生的建筑物、構(gòu)筑物、建筑方法和相關(guān)體制。中國古建筑的影響范圍 很廣，遍及 了 半個亞洲和眾多少數(shù)民族地區(qū)，在世界建筑歷史中占有不可忽視的重要地位。甲骨文中，不少漢字就借用兩坡頂?shù)慕ㄖ?象來造字，現(xiàn)代漢字中偏旁部首中的“寶蓋頭”就是建筑形象的直接體現(xiàn)。相對于西方文明，中國的古建筑充分發(fā)揮了 木材這種建筑材料的優(yōu)勢，以四角起翹的大屋頂 和斗拱為象征；同時，沿著 400毫米等降水量線綿延幾千公里， 長城 是 從戰(zhàn)國時代就開始修筑的，在失去了防御北方游牧民族的歷史作用之后，已經(jīng)成為 中國乃至 中華文明的象征，成為民族精神的象征 ，更是成為世界古建筑文化中的象征 。 作為歷史文化遺產(chǎn)，古建筑與旅游注定有著