宁波保国寺大殿北倾原因浅析

宁波保国寺是浙东现存最古老的宋代木结构建筑,自清乾隆时期起,大殿结构发生北倾,后对4号转角檐柱进行修缮并加固至今,通过跟踪测试没有发现新的倾斜趋势。然而,探讨大殿曾经北倾原因以及经修缮后现今大殿的可靠性无疑仍是必要的。古木结构的特点是梁柱的榫卯连接具有半刚性性质。采用有限单元法对大殿结构进行力学分析时,榫卯连接可采用空间二节点虚拟弹簧元进行模拟,单元刚度矩阵中相应的刚度特性系数可由接触有限单元法近似求得。这样,大殿结构可离散为杆、梁、壳、体元和上述虚拟弹簧元等的组合,在屋面荷载、雪荷载和风荷载作用下采用有限元法可求得各节点的位移和相应应力。通过计算表明,不计4号柱时产生的向北位移比考虑该柱参加受力时要大得多,可见北倾原因确系4号柱年久失效而引起。计算结果也表明,现今大殿结构由受力来看是安全的。同时预示了可能出现的最危险部位。保国寺大殿结构的力学分析结果,为物保护工作提供了科学依据。