高大峰，丁新建，曹鹏男

西安清真寺木牌楼结构特性分析

高大峰，丁新建，曹鹏男

(西安建筑科技大学结构工程与抗震教育部重点实验室，西安 710055)

为了深入研究中国木结构古建筑的结构特性，以西安清真寺木牌楼为研究对象，用弹簧单元模拟榫卯连接的半刚接特性，建立模型并对其进行有限元数值分析. 通过对榫卯连接的非线性接触分析得到了其各方向刚度值；在竖向荷载作用下，由静力分析计算结果可知，其抗压、抗弯和抗剪承载力均满足要求，并且结构的平均安全裕度为85.3%；由结构模态分析得出了木楼牌前6阶频率及其振型；通过对模型在El Centro波、Taft波与兰州波作用下的地震反应分析，结果表明，木结构古建筑具有较好的耐震性能以及榫卯连接具有“遇强则强”的智能减震特点.分析及计算结果为中国木结构古建筑的维修和保护提供了理论依据.

中国木结构古建筑；榫卯连接；接触分析；静力分析；地震反应分析

中国木结构古建筑有着其独特的结构体系，是我国宝贵的文化遗产，具有重要的艺术、历史和科学价值[1].因此，研究其结构特性对保护和维修古建筑遗产具有重要意义.

中国木结构古建筑的显著特征之一是各个构件之间用榫卯连接，该连接具有半刚性和一定的抗拉、压、弯、扭能力.近几十年来，研究人员对木结构古建筑的结构特性进行了大量的理论分析及实验研究：文献[2]把榫卯节点简化为铰接进行力学计算；文献[3]通过采用三维半刚性单元作为梁、柱之间的过渡单元，以描述榫卯连接不同方向的刚度，利用现场实测和模型试验结果，采用simplex方法反演推断榫卯连接不同方向刚度范围；……