应县木塔始建于公元1056年,距今已900多年历史,不仅是辽代建筑最为辉煌的代表作之一,也是世界上现存的最高的木构建筑,其卓越的营造技术值得我们学习和钻研。由于年代久远,如今的应县木塔残损、变形严重,亟待维修和加固。本文主要通过应县木塔原位动力测试试验对应县木塔动力特性进行全面的分析,并结合大型有限元软件ANSYS建立应县木塔整体模型,分析了其模态参数和静力荷载下的变形及内力,同时,通过对木塔变形情况的调研,分析了木塔各层柱子的倾斜及扭转现状,计算了木塔当前各层的层间位移角数值,并以此为基准对木塔的残损现状做了初步的评估。通过对应县木塔进行原位动力特性试验,采集环境脉动作用下应县木塔各层柱头、柱根的脉动信号。通过对木塔各层柱头、柱根加速度峰值时域响应进行分析,得到了木塔各层柱头、柱根的加速度峰值响应分布规律。结果表明:柱根的加速度峰值响应普遍高于柱头加速度峰值响应数值,外槽柱加速度峰值响应大于内槽柱加速度峰值响应。利用峰值拾取法和随机子空间法相结合的方式,研究了木塔东西方向和南北方向的自振频率、阻尼比和振型。得到了木塔前七阶平动及扭转模态参数。利用大型有限元分析软件ANSYS,建立应县木塔残损变形现状的有限元分析模型,引入弹簧单元模拟斗栱及梁柱节点的半刚性特性,对其进行模态参数分析,其模拟结果与试验测试结果较为吻合。结果表明:木塔一阶平动频率取0.601Hz(南北方向),二阶平动频率取0.635Hz(东西方向),三阶平动频率为1.660Hz(南北方向),四阶平动频率为1.671Hz(东西方向),五阶平动频率取2.735Hz(南北方向),六阶平动频率取2.778Hz(东西方向)。一阶扭转频率为0.927Hz。平动第一、二阶阻尼比为3.29%,第三、四阶阻尼比为2.08%,第五、六阶阻尼比为1.99%。扭转第一阶阻尼比为2.41%。通过应县木塔变形测量试验,对木塔的各层倾斜和扭转变形进行研究分析,结果表明:木塔二、三层倾斜变形最大,二层圆柱最大倾斜值为583mm,方柱最大倾斜值为578mm,二层整体向东偏北方向倾斜。三层圆柱最大倾斜值为803mm,方柱最大倾斜值为603mm。三层明层整体向东南方向倾斜,平座层整体向西南方向倾斜。二层扭转变形最大达到581mm,其它各层外槽与内槽柱架扭转趋势呈两极化发展。利用ANSYS模拟木塔塔身受风荷载和自重荷载,分析木塔的静力变形和内力分布规律。通过应县木塔各层柱的倾斜变形情况,基于层间位移角,对木塔各层残损现状做出评估,结果表明二层明层、三层平座层及三层明层破坏最为严重,亟待加固。