(1 故宫博物院， 北京 100009； 2 北京工业大学工程抗震与结构诊治北京市重点实验室， 北京 100124；3 北京工业大学交通工程北京市重点实验室， 北京 100124）

［摘要］采用数值模拟方法，研究了故宫太和殿的结构现状特征。考虑榫卯节点、斗拱连接等构造，建立了太和殿有限元模型。对模型进行自重荷载作用下、风荷载作用下的静力分析及8度多遇地震作用下的时程响应分析，获得了太和殿在不同荷载作用下的内力及变形特征。结果表明：在自重及风荷载作用下，太和殿结构的内力、变形均在容许范围内；地震作用下，结构保持稳定状态，且榫卯节点及斗拱构造有利于减震。太和殿的结构现状是安全的。

［关键词］太和殿； 结构现状； 有限元分析； 古建筑； 木结构

中图分类号：TU366.2     文献标识码：A     文章编号：1002-848X(2015)06-0066-05

Numerical simulation study on structural situation of Taihe Palace in the Forbidden City

Zhou Qian1,2,3,Yan Weiming2, Guan Hongzhi3

 (1 Palace Museum, Beijing 100009, China; 2 Beijing Key Laboratory of Earthquake Engineering and Structural Retrofit,

Beijing University of Technology, Beijing 100124, China; 3 Beijing Key Laboratory of Transportation

Engineering, Beijing University of Technology, Beijing 100124, China)

Abstract:Numerical simulation method was adopted to study the structural situation of Taihe Palace in the Forbidden City. Its finite element model was built considering constitutions  such as tenonmortise joint, toukung (bracket sets) and so on. Static analyses under gravity and wind load were carried out as well as the timehistory response analysis under frequently occurred earthquake of 8 degree precautionary intensity, and its internal forces and displacement distributions were obtained. The results show that under gravity and wind load, both internal forces and displacement values of TaiHe Palace are within the permission scopes. Under seismic actions, the structure keeps stable status and constitutions such as tenonmortise joints and toukungs are helpful for vibration mitigation. Thus structural situation of TaiHe Palace is safe.

Keywords:TaiHe Palace; structural situation; finite element analysis; ancient building; wood structure

*国家自然科学基金项目(50878010,51278013)，故宫博物院科研基金项目(KT20127)。

作者简介：周乾，博士后，副研究员，Email：qianzhou627@hotmail.com。

                                     参考文献

［1］周乾,闫维明,纪金豹.明清古建筑木结构典型抗震构造问题研究［J］.文物保护与考古科学,2011,23(2):3648.

［2］周乾,闫维明.故宫古建筑结构可靠性问题研究［J］.中国文物科学研究,2012,(4):5965.

［3］石志敏,周乾,晋宏逵,等.故宫太和殿木构件现状分析及加固方法研究［J］.文物保护与考古科学,2009,21(1):1521.

［4］吴玉敏,陈祖坪.北京故宫太和殿木构架体系的构造特点及静力分析［C］// 单士元,于倬云主编.中国紫  禁城学会论文集第一辑.北京:紫禁城出版社,1997:211220.

［5］周乾,闫维明,关宏志,等.故宫太和殿抗震性能研究［J］.福州大学学报:自然科学版,2013,41(4):487494.

［6］周乾,闫维明,关宏志,等.罕遇地震作用下故宫太和殿抗震性能研究［J］. 建筑结构学报,2014,35(S1):2532.

［7］葛鸿鹏.中国古代木结构建筑榫卯加固抗震试验研究［D］.西安:西安建筑科技大学, 2004.

［8］周乾,闫维明,纪金豹.故宫太和殿抗震构造研究［J］.土木工程学报,2013,46(S1):117122.

［9］姚侃,赵鸿铁.木构古建筑柱与柱础的摩擦滑移隔震机理研究［J］.工程力学,2006,23(8):127131.

［10］周乾,闫维明,李振宝,等.古建筑榫卯节点加固方法振动台试验研究［J］.四川大学学报：工程科学版, 2011,43(6):7078.

［11］GB 50165—92 古建筑木结构维护与加固技术规范［S］.北京:中国建筑工业出版社,1993.

［12］周乾.考虑上部结构附加荷载的古城墙数值模拟［J］.科学技术与工程,2009,9(22):68916895.

［13］GB 50009—2012 建筑结构荷载规范［S］. 北京：中国建筑工业出版社，2012.