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应县木塔位于山西省应县佛宫寺内,为全国第一批重点文物保护单位。木塔建于辽清宁二年(公元1056年),总高度为67.13米,是世界现存的唯一一座木结构楼阁式宝塔。它以挺拔的身躯、端庄的造型和悠久的历史被国内外学术界称之为建筑瑰宝。由于近千年的环境侵蚀和强外力作用,应县木塔的材质老化、构件损伤严重、塔体产生了明显的侧移和扭曲变形。根据我国《古建筑木结构维护与加固技术规范》中有关结构鉴定和加固的强制性条文[2],应县木塔被评定为Ⅳ类建筑,亟待修缮[3]。国家《“十一五”时期文化发展规划纲要》已将应县木塔列为文物保护维修重点工程。应县木塔采用的440组斗栱,是木塔结构的重要组成部分和主要受力构件?远窎淼?力学性能进行系统的研究,构建合理的斗栱简化分析腜停墙心舅褰峁沽ρХ治?的基本前提,对研制木塔维修加固方案具有重要的意义。本文以应县木塔中的代表性斗栱(柱头铺作斗栱、补间铺作斗栱、转角铺作斗栱)为对象,采用实体模型试验和有限元数值模拟相结合的方法,确定斗栱传递荷载的机理和抵抗变形的特性,提出了适用于木塔整体结构力学分析的斗栱简化分析腜汀B畚闹饕瓿?了以下研究工作:1.对铺作实体模型进行竖向荷载试验和水平低周反复荷载试验研究,找出了斗栱的主要破坏特征,总结出斗栱传递荷载的机理,归纳了影响斗栱竖向抗压刚度的主要因素,分析了斗栱的抗侧向变形和滞回耗能特性。2.根据铺作斗栱传递竖向荷载的机理,制作出斗栱简化腜停⒔辛思蚧P陀肫?作实体模型的对比试验;通过对简化模型力学性能的提炼,为研制斗栱简化分析腜吞峁?了力学参数。3.针对斗栱在竖向荷载和水平荷载共同作用下的变形特性,开展了斗栱简化分析腜?的有限元建模研究,提出了可表达斗栱抗压、抗侧移和摩擦耗能等主要力学性能的简化分析模型。