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地铁振动荷载下西安古钟楼防疲劳破坏控制标准-桥梁与隧道工程专业论文
独创性声明 本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得 的研究成果。尽我所知,除文中已经标明引用的内容外,本论文不包含任何其 他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出贡献的个人和 集体,均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人 承担。 学位作者签名: 日期: 年 月 日 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定,即:学校 有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版,允许论文被查 阅和借阅。本人授权华中科技大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有 关数据库进行检索,可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位 论文。 本论文属于 保 密□, 在 年解密后适用本授权书。 不必威体育官网网址□。 (请在以上方框内打“√”) 学位论文作者签名: 指导教师签名: 日期: 年 月 日 日期: 年 月 日 华 华 中 科 技 大 学 硕 士 学 位 论 文 I I 摘 要 西安地铁二号线和六号线穿越古钟楼下方,为保护上部古建筑结构,需要合理 地进行地铁振动荷载作用下古建筑的损伤估计和安全评估。目前缺少有针对性的规 范规程及相关研究资料,本文通过试验和数值模拟来研究古建筑材料的基本力学性 质,分析砖石砌体台基和钟楼木结构等古建筑材料的疲劳损伤特性,弄清振动速度 对古建筑结构疲劳破坏的影响。 首先,对不同地铁振动荷载作用下上部古建筑的动力响应特性进行了研究,得 到钟楼台基和钟楼木结构各拾振点的振动速度幅值,分析了不同地面振动速度条件 下台基、钟楼木结构各自的最危险关键点。 然后,通过疲劳损伤模型分析最危险关键点处古砖砌体试件的疲劳损伤,对比 了古砖砌体构件疲劳试验和疲劳损伤模型计算结果,分析表明疲劳损伤模型的应力 —应变规律基本符合试验情况,并建立了地面振动速度与钟楼台基结构疲劳损伤破 坏之间的对应关系。 最后,以钟楼木结构榫接接头为研究对象,通过数值计算得到振动荷载作用下 榫接接头的应力状态和局部应力,根据其应力时程和木材疲劳损伤模型,分析榫接 接头是否会发生疲劳破坏,分析表明钟楼木结构在可接受的地面振动速度条件下顺 纹方向不会发生疲劳破坏,同时建立了地面振动速度与钟楼木结构横纹疲劳损伤破 坏之间的对应关系。 关键词:古建筑 地铁振动 疲劳破坏 动力响应 控制标准 II II Abstract Line 2 and Line 6 of Xi’an subway underneath pass the ancient bell tower. Damage estimation and safety assessment of the ancient architecture under subway vibration loads need to be carried out reasonably to protect the upper ancient architecture. Currently due to the lack of relevant research, formal targeted procedures and standards, this research analyzed the fatigue damage characteristics of the brick masonry base and wood structure in the bell tower through experiments and numerical simulations in order to study the basic mechanical parameters of materials used in the ancient architecture, which found out the effect of fatigue damage on the ancient architecture under the vibration velocity. First, dynamic response characteristics of the ancient architecture to different subway vibration loads were studied and the amplitudes of vibration velocity of detecting points in the bell tower’s base and wood structure were gotten. The most dangerous positions of both brick a
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