在重力、积雪和地震荷载作用下的圣巴托洛缪教堂损伤机制

《Scientific Reports》：Damage mechanisms in St. Bartholomeus Church under gravity, snow, and seismic loads

　　

摘要

土耳其拥有众多历史悠久的砖石建筑，这些建筑体现了其丰富的文化遗产。了解这些建筑在各种荷载条件下的结构行为对于识别损伤机制和支持有效的保护策略至关重要。虽然以往的研究主要集中在地震的影响上，但持续垂直荷载（如重力和积雪）的影响却相对被忽视。本研究探讨了圣巴多罗买教堂在静态和动态荷载条件下的结构行为。在进行了材料特性分析和结构评估后，使用SAP2000 v20和ANSYS v19软件建立了三维有限元模型，以分析不同荷载条件下的结构响应差异。该结构在自重、积雪荷载和地震激励作用下的响应情况被进行了分析，以评估其损伤可能性。研究结果表明，即使在自重作用下，结构也存在显著的拉应力和剪应力集中现象。当考虑积雪荷载时，这些应力水平会显著增加，尤其是在屋顶和西墙部位。这表明在垂直荷载作用下可能会引发结构损伤，而地震效应可能会进一步加剧这些损伤。研究结果表明，恒载和积雪荷载会显著加速废弃砖石建筑的劣化过程，在结构评估中必须同时考虑这些因素和地震效应。因此，可能需要采取结构加固措施来提高建筑的稳定性和抗灾能力，尤其是在未来发生地震的情况下。