仿古建筑结构体系性能分析及振动控制关键技术研究

The object of this project is the building structure with traditional Chinese architectural style which is constructed by different structural systems, i.e., steel reinforced concrete structure, of which the structural performance is thoroughly studied. Subsequently, the structural vibration con-trol technology and analytical procedure are researched by means of vibration control theory. After the collection of materials related to modern pseudo-classic architecture, a composite-structure building is preliminarily designed based on the structural configuration of ancient timber buildings and material performance of composite structures. The low cyclic loading tests are conducted on beam-to-column joints and Dougong sets which are made of steel reinforced concrete structure, steel structure and composite structure. Then a mechanical analysis model for the joint and Dou-gong set is developed respectively by means of experimental study and finite element analysis. The vibration control design is carried out based on modern vibration control theory, and the low cyclic loading tests are conducted on beam-to-column joints and Dougong sets which are equipped with vibration control devices. Vibration control calculation and analysis method of the joint and Dougong set for different structural systems is put forward via experimental study and finite-element analysis. The research results can provide a theoretical basis on establishing design rules for the modern buildings with traditional Chinese architectural style.

本项目以钢筋混凝土结构仿古建筑、钢结构仿古建筑及组合结构仿古建筑为研究对象，对仿古建筑区别于现代常规建筑的结构体系性能进行深入、系统的研究，并在体系性能研究的基础上结合振动控制理论进行仿古建筑结构振动控制技术及分析方法研究。结合木结构古建筑的形制构造和组合结构材料性能初步设计组合结构仿古建筑。对钢筋混凝土结构仿古建筑、钢结构仿古建筑及组合结构仿古建筑的梁-柱节点和斗栱进行水平低周反复加载试验，通过试验研究和有限元分析建立仿古建筑节点、斗栱及结构体系的力学分析模型。结合现代振动控制理论对仿古建筑进行振动控制设计，对安装振动控制装置的仿古建筑梁-柱节点和斗栱进行水平低周反复加载试验。通过试验研究和有限元分析提出各类结构仿古建筑节点、斗栱及结构体系的振动控制计算、分析方法。研究成果可为制定现代传统风格建筑的相关规程提供理论依据，对城市的发展建设具有重要的意义。

1.项目背景. 中国古建筑是华夏文明的直接体现，她既凝聚了我国古代的科技、艺术成果，也包涵着我们宝贵的民族文化。除了对现存珍贵的古建筑进行保护外，如何传承与创造出具有中华民族风格与地域特色的新型现代建筑即仿古建筑，对目前我国城市发展建设具有重要的意义。.2.主要研究内容.（1）钢结构仿古建筑双梁-柱节点抗震性能研究.（2）钢结构仿古建筑带斗栱檐柱节点抗震性能研究.（3）钢结构仿古建筑梁柱节点震动控制研究.（4）钢筋混凝土结构仿古建筑梁柱节点震动控制研究.3.重要结果.（1）仿古建筑钢管柱-箱形双梁节点力学特性及抗震性能比钢管柱-工字钢双梁节点优越。.（2）钢结构仿古建筑带斗栱檐柱节点中，钢斗栱在不明显降低檐柱节点延性的基础上，对檐柱节点刚度和承载力有较明显的提高。.（3）安装阻尼器后钢结构仿古建筑梁柱节点的承载能力提高且耗能能力加强。.（4）安装阻尼器后钢筋混凝土结构仿古建筑梁柱节点的承载能力提高且耗能能力加强。.4.重要数据及其科学意义.（1）通过拟静力试验得到钢结构仿古建筑双梁-柱节点在水平低周荷载作用下的力-位移数据，对分析该节点的力学性能与耗能特性有一定的科学意义。.（2）通过拟静力试验得到钢结构仿古建筑带斗栱檐柱节点在水平低周荷载作用下的力-位移数据，对分析该节点的力学性能与耗能特性有一定的科学意义。.（3）通过动力试验得到钢结构及钢筋混凝土结构仿古建筑梁柱节点在正弦波动载作用下的力-位移数据，对分析该节点的振动控制作用有一定的科学意义。