聊城光岳楼动力特性及地震响应分析乔冠东1，胡卫兵1，孟昭博2，王鑫1，曹雨2(1西安建筑科技大学土木工程学院,陕西西安710055)（2聊城大学建筑工程学院,山东聊城252000)摘要：光岳楼位于山东省聊城市古城中央，始建于1374年，为国家重点文物保护单位。本文对光岳楼进行数值模拟，建立光岳楼上部木结构、木结构—高台基、木结构—高台基—土体结构的有限元模型，通过模态分析得出光岳楼三种模型的前8阶自振频率与振型。在分析地震响应时，选取兰州波进行地震响应分析，分别按照多遇地震和罕遇地震调整其幅值为55gal和310gal，输入光岳楼的3个模型进行对比分析。得出高台基对上部木结构的水平振动放大了3.8倍，在计算地震作用时不容忽视；在考虑土与结构的相互作用时，顶层水平振动相对于其他两个模型分别放大了2～3倍和9～10倍，在计算地震作用时更能反映光岳楼的实际情况。关键词：光岳楼；有限元；动力特性；地震响应；土与结构相互作用中图分类号:TU36文献标识码：ADynamicCharacteristicsandSeismicResponseAnalysisofLiaochengGuangyueTowerQiaoGuan-dong1,HuWei-bing1,MengZhao-bo2,WangXin1,CaoYu2(1SchoolofCivilEngineering,Xi’anUniversityofArchitectureandTechnology,Xi’anShaanxi,710055,China)(2SchoolofArchitecture＆CivilEngineering，LiaoChengUniversity,LiaoChengShandong,252000,China)Abstract:GuangyuetowerislocatedintheancientcityCenterofLiaochenginShandongprovince.Asthenationalkeyculturalrelicsprotectionunit,Guangyuetowerwasbuiltin1374.Thispaperestablishesthreemodels,whichweretimberstructure,timberstructure-towerbaseandtimberstructure-towerbase-foundation.Thefirst8naturalfrequenciesandvibrationmodesof3modelswasgottenthroughmodalanalysis.LanzhouWavewaschosentoanalyzetheseismicresponseofGuangyueTower,andtheamplitudeswereadjustedto55galand310galrespectivelyaccordingtothefrequentearthquakeandrareearthquake,whichwereinputtedtotheabovemodels.Ascanbeseenfromthecalculations,thehorizontalvibrationoftimberstructurewasmagnified3.8timesbytowerbase,whichcouldnotbeignoredinseismicresponseanalysis;whenconsideringsoil-structureinteraction,thetophorizontalvibrationoftimberstructurewasmagnified2～3timesand9～10timeswithrespecttotheothertwomodels,soconsideringsoil-structureinteractioninseismicresponseanalysiscouldbetterreflecttheactualsituationofGuangyueTower.Keywords:Guangyuetower;finiteelement;dynamiccharacteristics;seismicresponse;soil-structureinteraction0.引言中国古建筑是我国古代文明的重要组成部分，反映了各个历史时期的文化和民族传统，体现了中华民族的智慧结晶。古建筑在几百年甚至上千年的使用过程中，在环境侵蚀、材料老化和荷载效应、疲劳效应等因素作用下不可避免出现结构系统的损伤积累和抗力衰减，导致抵抗自然灾害的能力下降。因此，我们必须深刻了解木结构古建筑的结构特点与动力特性，为加固、维修、保护这些弥足珍贵的木结构古建筑提供科学的理论依据。近年来，马辉、薛建阳等研究了地震作用下高台基对古建筑木结构的影响[1,2]；宋晓胜等通过实验研究了燕尾榫的节点性能并总结了榫卯连接节点的抗震性能研究现状[3,4]；高大峰等研究了古建筑木结构的抗震隔振作用[5,6]。本文在数值模拟的基础上，对聊城光岳楼进行了动力特性及地震响应分析。光岳楼，又称为余木楼、东昌楼，位于山东省聊城市东昌府区古城中央，始建于明洪武七年（公元1374年）。光岳楼作为中国古老雄伟的木构楼阁，是宋元建筑向明清建筑过渡的代表作，在中国古代建筑史上有着重要地位。1988年光岳楼被列为国家重点文物保护单位，享有“虽黄鹤、岳阳亦当望拜”之誉。明王朝建立初期，北方的局势很不稳定。为了防御蒙古族统治集团复辟，将筑土城改筑为砖城。为“严更漏而窥敌望远，报时报警”，又用修城余木，建造了一座高达百尺的更鼓楼，故初名“余木楼”。吏部考工员外郎李赞过东昌，...