王洪野 周占学*,2 杨 宁 王 帅 唐晓荣 吴 军 白 哲

(1.河北建筑工程学院，河北 张家口 075000；2.河北省土木工程诊断、改造与抗灾重点实验室，河北 张家口 075000；3.张家口市建筑设计院有限责任公司，河北 张家口 075000)

0 引 言

大境门是我国重点文物保护单位，古城墙是由土夯筑而成，多是就地取材用当地的黄土，通常土中加入麦秸或头发以增强土体的拉接力，夯土与碎石子、石灰按一定比例混合形成三合土，这种土比普通夯土更为坚实.为了保证城墙坚固耐久城墙的墙面不会修筑成直线，而是上部城墙向内收敛成一定坡度，倾斜角度约为86°.古城墙顶部筑有女儿墙高约0.75 m，厚0.4 m，每0.6 m设有垛口，古代用于防护和抵御外敌.本文将通过有限元软件ANSYS对古城墙整体稳定性及动力响应进行分析模拟，得到古城墙在自重、风荷载和雪荷载作用下的应力分布与变形，通过模态分析提取大境门前十阶的自振频率和振型，最后分析大境门在地震反应谱作用下的结构动力响应，分析结果可以对大境门城墙的保护提供理论依据.

1 有限元模型的建立

图1 大境门有限元模型

1.1 模型概况

大境门古城墙呈东西走向，东临清水河，西部绵延到太平山.本次截取了大境门古城墙西侧某一段建立有限元模型，其中包含门洞一个，敌台一座，模型全长200 m，高度10 m，上部宽度5 m，下部宽度6.4 m.门洞为拱形门，整体宽度5 m，高度为6.5 m.敌台长度为20 m，宽度为17 m.有限元模型如图1所示.

1.2 单元选取与材料参数

模拟采用SOLID185单元，该单元……