随着科学技术的快速发展,对中国木结构古建筑的研究也越来越深入,逐渐将现代建筑结构的分析方法加以调整运用到对古建筑木结构的研究中。将地震易损性分析应用到中国木结构古建筑的研究之中,对其进行合理有效的抗震能力评估,更加真实、完整、有效地研究其在地震激励作用下的地震响应及结构抗震性能,俾使其得到更加科学的保护是一件非常必要且有意义的工作。由此提出本文的研究课题:地震作用下西安城墙安定门城楼易损性机理研究。以西安城墙安定门(即西门)城楼的建筑测绘及地质勘察资料为基础,利用ANSYS软件建立安定门城楼结构的有限元模型,用BEAM188单元模拟结构的梁柱体系,榫卯节点以及斗栱层部分的半刚性连接用COMBIN39单元模拟,柱脚与础石之间的“平摆浮搁”采用COMBIN40单元模拟,以及用SOLID45单元模拟简化的实体城墙结构,以此建立整体有限元模型。对其进行静力分析、动力模态分析以及动力时程分析。为充分考虑地震动本身的随机性,在太平洋地震研究中心(PEER)选取了覆盖范围较广的60条天然地震波作为地震动激励输入样本,对有限元结构进行动力时程分析获得不同地震波作用下结构各层的最大位移,进而得到各层结构的最大层间位移角,并将其作为结构损伤破坏的判定指标。根据木桶效应截取出现最大层间位移角的部分结构(即整体结构的最薄弱环节)进行地震易损性分析。综合地震动强度参数选择标准与我国抗震规范中常用的地震动相关指标进行考虑,选取峰值加速度(PGA)、平均谱加速度(SAavg)以及震中距(R)作为地震动强度相关参数指标,利用MATLAB软件对结构最大层间位移角、PGA、SAavg和R进行回归拟合,得到基于所选取数据的结构地震易损性概率计算方程,绘制结构地震易损性曲面,综合曲面的概率结果,对安定门城楼结构进行结构抗震性能评估。分析结果显示:在8度罕遇地震作用下,安定门城楼在遭受到震中距为0~200km地震作用下,由PGA和R、SAavg和R组成的地震易损性曲面中结构超越接近倒塌阶段的最大概率分别为56.4%和37.2%。综合数据分析结果表明西门城楼在遭遇8度罕遇地震作用下发生倒塌破坏的概率较大,需要对其进行定期加固维护以保持其良好的抗震能力。