碳纤维加固古建筑木结构榫卯节点承载力计算

碳纤维布加固古建筑榫卯节点是一种新型木结构加固方法,本文在榫卯节点试验及受力机理研究基础上,提出了碳纤维加固榫卯节点抗弯承载力计算方法.结合古建筑木结构特点,公式推导考虑了木材老化、尺寸偏差及木材含水率对承载力有影响的因素,使公式更具一般意义.结果表明,计算值与试验值吻合较好,验证了计算方法的正确性和准确性,可为古建筑木结构的维修与加固提供参考.     

少数民族地区木结构性能分析——弹簧代替木结构榫卯节点

分析少数民族建筑在地震作用下的安全性能,需要在有限元分析软件ADINA中,建立少数民族建筑木结构主要框架结构模型,但由于木结构的节点连接处多为榫卯节点,接触面众多,且各接触面的摩擦因数很难精确确定,本文采用弹簧单元来代替少数民族建筑木结构中的榫卯节点,从而简化力学模型,以进行接下来的研究。     

BFRP加固榫卯节点抗震性能试验研究

通过玄武岩纤维增强复合材料(BFRP)加固圆形截面木结构榫卯节点的水平低周反复荷载试验,对加固后榫卯节点的抗震性能进行了研究,主要包括滞回曲线、骨架曲线、强度和刚度退化规律、变形等。试验结果表明,BFRP加固榫卯节点的滞回曲线和未加固榫卯节点的滞回曲线图形明显不同,BFRP加固能够有效提高榫卯节点的承载力和刚度。根据榫卯节点刚度和极限承载力提高的比例,提出了BFRP加固榫卯节点的加固设计经验公式。     

基于无损检测技术的某木结构门楼检测鉴定

对某木结构门楼开展了检测鉴定,采用了微钻阻力法和应力波相结合的无损检测法对木构件的缺陷进行了定量的检测评估,通过现场取样以及实验室检测的方法,对木材强度等级进行了评定,采用有限元软件对门楼结构的承载能力进行了计算分析.综合检测数据和计算结果对门楼进行了结构安全性鉴定,为该门楼的后续修缮和加固提供了技术支撑.     

新型梁柱榫卯节点单调加载试验研究

新型梁柱榫卯节点是一种能够进行标准化生产、装配化施工、实现木结构建筑全榫卯连接的新型节点形式。通过使用机械臂对该榫卯节点进行自动化加工制作,从而实现该类榫卯木结构建筑的工业化生产、智能化建造。为了探究该新型节点的受力性能,对其十字形梁柱榫卯节点进行单调加载试验,研究该节点的承载能力、破坏模式、刚度以及变形性能。采用数值模拟的方法对榫卯节点进行仿真分析,所得模拟结果与试验结果吻合较好。研究结果表明：节点榫头主要横纹受压,受力屈服后变形明显,而卯口顺纹受压变形较小,节点最终破坏形式为榫头拔出,在薄弱截面处发生弯曲破坏,柱身和梁身基本完好。在此基础上,建立了单梁组成的T形梁-柱节点精细化有限元分析模型,研究梁柱节点中榫头朝向对节点初始刚度、强度以及延性的影响。结果表明,榫头凹面朝下初始刚度较大,可以有效提高节点的强度和延性。     

古建筑榫卯节点刚度分析

研究古建筑榫卯节点刚度取值,对古建筑的保护修缮加固具有重要意义.以木结构建筑为例,从基本承重构件梁柱的微元开始,导出木梁木柱的挠曲线方程,用弹簧作为榫卯节点约束,以边界条件输入,导出榫卯节点刚度值;以钟楼为工程实例,建立ANSYS有限元模型,对结果和实测数据进行对比分析.结果表明,本文提出的计算方法,适用于木结构古建筑的榫卯节点刚度分析计算.     

哈尔滨市某校木屋盖结构的可靠性鉴定及加固改造

通过哈尔滨市某高校教学楼木屋盖结构的可靠性鉴定及加固改造实例,总结了长期服役的木结构建筑可能发生的残损现象及相应原因,如木构件腐朽、木材干裂、原设计欠缺以及修缮不当等;介绍了木材强度检测和木构件强度等级的确定方法;通过对主要承重构件的承载力与变形验算,以及对木屋盖进行安全性评定,证明该教学楼木屋盖仍可继续使用的可行性;最后提出了相应的修缮加固增强措施,如通风、构件置换和增强、裂缝填补、增设支撑、防火分区、纠正不当修缮等。     

木结构建筑耐火性能研究综述

西南地区村镇住宅大多采用木结构建筑且分布密集,一旦发生火灾,极易引发“火烧连营”的严重后果。因此,西南地区现存的木结构建筑消防安全问题日益严峻。本文从材料层面、构件层面以及结构层面对木结构建筑火灾蔓延的国内外研究现状进行综述,主要包括木材炭化机理、木材炭化速率、木材热解动力学、木构件耐火性能和木结构建筑室内外火灾蔓延规律。同时,结合我国木结构建筑火灾研究现状,对木结构建筑耐火性能、防火措施研究中有待于深入探索的问题进行总结。     

基于钻入阻抗法的胶合竹缺陷检测研究

基于钻入阻抗法开展胶合竹试件缺陷检测试验研究,缺陷类型包括横纹劈裂裂缝、螺孔和柱槽,通过阻力曲线判定缺陷位置和几何尺寸。试验结果表明,胶合竹裂缝、螺孔和柱槽处阻力值明显低于完好部位;钻入阻抗法能准确识别胶合竹试件裂缝、螺孔和柱槽几何位置,且能预测胶合竹缺陷几何尺寸,预测误差≤10.0%,满足工程精度要求;研究结果可为胶合竹试件内部缺陷检测提供可行方法。     

中国古代木结构榫卯静力分析

根据国内外对古建筑榫卯结构的研究现状,对中国古代木结构榫卯节点进行了分析,得出了榫卯节点的破坏形态,并推导了计算公式,指出在确定榫卯破坏方式时,要考虑主导受力的状态。     

传统榫卯节点木框架抗震加固方法的试验研究

为增强传统木结构的抗震性能,研发了竹支撑加固、单向钢拉杆耗能支撑加固和角钢加固三种加固方法。通过包括对比木框架试件和加固木框架试件在内的4榀足尺榫卯节点木框架试件的低周反复试验,研究了加固前后榫卯节点木框架的滞回曲线、骨架曲线、刚度退化、耗能性能与榫卯节点的弯矩-转角关系。试验结果表明,三种加固方法均能不同程度提高榫卯节点木框架的侧向承载能力,并且具有良好的耗能能力。在合理设计基础上,提出的加固方法与施工工艺可为传统木结构的抗震加固提供有效的技术支撑。     

木结构榫卯节点耗能加固有限元分析

我国西南、西北等地区存在着量大面广、危险性大的木构架承重建筑,严重威胁人民生命财产安全,急需进行加固修复.本文提出了一种新型木结构榫卯节点的加固方式:耗能软钢加固,并采用大型有限元软件ABAQUS对其在低周反复荷栽作用下的抗震性能进行研究.通过对比加固前后榫卯节点的滞回曲线、骨架曲线等参数,可知加固后的节点刚度增大,耗...     

哈尔滨市某校木屋盖结构的可靠性鉴定

本文通过哈尔滨市某高校教学实验楼木屋盖结构的可靠性鉴定实例,总结了长期服役的木结构可能发生的残损类型和原因;介绍了木材强度的检测和木构件强度等级的确定方法;通过主要承重构件的承载力和变形验算,证实该教学楼木屋盖仍可继续使用的可行性,并提出了相应的修缮加固措施。     

古木建筑榫卯节点加固措施综述

中国古建中的木结构节点具有重要的艺术价值和社会价值,但在社会历史进程中,榫卯节点易发生脱榫、腐朽等破坏,使得古木建筑的整体承载力与稳定性降低,急需加固修复.多种榫卯节点加固方法在加固实践中起到重要作用,但是简单高效且保护古建筑原貌的榫卯加固措施仍需要进一步研究.文章通过总结国内外榫卯节点加固的现状,重点对比分析了榫卯节点传统加固法和现代新型加固法,为榫卯节点新型加固措施的提出和加固措施的实践提供参考.     

木结构古建筑中杉木木材常见残损的阻力仪识别和判定研究

本文以木结构古建筑常用的杉木木材为研究对象,采取人工模拟的方法制造中心空洞及边缘开裂残损,通过开展常见残损的阻力仪探测试验研究,提出了木材残损在阻力仪检测方法下的表现形式,实现了木材空洞和开裂残损的快速识别及表征。当阻力仪检测时若阻力曲线突然出现一低值区域,该区域阻力值与探针空转时检测值接近同时早晚材变化不可识别,且该低值区域主要分布于木材中心位置,可初步判定为空洞;阻力仪检测时若出现与空洞残损相似的阻力曲线形态,但其低值区域主要分布于木材边缘位置,则需进行交叉或左右偏移的补充检测,以确定为边缘开裂或者是腐朽导致的木材缺失。     

多层木结构古建筑榫卯节点拼装技术研究

在木结构古建筑中,建筑的损坏多数由榫卯节点的破坏而引起的,因此木构件之间的相互结合至关重要。传统的施工方法是先确定节点方式再进行拼装施工,以致不同的节点构造给施工带来了困难。大悲阁工程并没有一味的追求传统,而是根据该工程构造,先确定拼装汇榫的施工流程,再根据不同构件的受力要求,选择相应的榫卯结构并结合现代结构技术和工艺,这样既方便施工,又能提高构件的承载能力和整个木结构体系的稳定性。     

既有木材的弹性模量和节点转动刚度的测试分析

针对既有结构木材的弹性模量和节点转动刚度的量测提出了一种测定方法。该方法基于试验和数值分析的协调原理,通过试验测量木梁柱在荷载作用下的位移、应变等数据,采用数值模拟方法,将GB50005—2003《木结构设计规范》给出的木材弹性模量值范围按从低到高每隔1 000 MPa分别进行分析,计算木梁柱在各种荷载工况下的变形,并与试验数据进行对比,以两者变形误差最小为准,确定模拟分析得到的弹性模量值为木材实际弹性模量。将试验中木柱跨中挠度与数值模拟中假定节点刚接时的木柱跨中挠度的比值定义为刚接系数,进而可以确定节点转动刚度。最后通过实际工程的木结构现场检测试验,利用此方法测定了木材的弹性模量和节点转动刚度,证明了该方法的可行性,弥补了GB 50005—2003的不足。     

梁柱式木结构框架抗震性能试验研究

通过对3个钢填板连接形式的梁柱式木结构框架的缩尺模型,以及一个按照《营造法式》制作的古建木结构框架模型在水平低周反复荷载作用下的试验研究,得到了钢填板连接纯框架、钢填板连接隅撑框架、钢填板连接斜撑框架及榫卯连接纯框架的破坏特征、滞回曲线、骨架曲线、强度和刚度退化规律、变形及耗能等性能。试验结果表明：破坏均发生在钢填板连接及榫卯的节点处;钢填板连接框架与榫卯连接框架的滞回曲线有明显的不同;与纯框架相比,隅撑和斜撑框架的强度和刚度有显著增加;梁柱式木框架具有非常好的变形能力。     

传统民居穿斗式木结构栓榫节点抗震性能试验研究

以川西传统民居穿斗式木结构中的栓榫节点为研究对象，参照当地典型工程，制作了4个缩尺比为1∶1.33的榫卯节点，并对其进行低周反复加载试验，得到了栓榫节点的破坏形态、弯矩-转角滞回曲线、骨架曲线、强度和刚度退化规律以及耗能能力等抗震性能指标；利用ABAQUS软件建立有限元模型，分析梁截面高度和栓子截面尺寸对榫卯节点承载力的影响。结果表明：节点的破坏形态主要为半榫节点榫头拔出、采用方形栓子节点榫头发生剪切破坏、采用圆形栓子节点榫头发生折断破坏；柱子基本完好，榫头破坏较为严重；所有节点的弯矩-转角滞回曲线均呈Z形，滞回环的捏拢效应较为明显；采用方形栓子节点的受弯承载力、转动刚度和耗能能力均大于半榫节点，且随着方形栓子截面尺寸的增大而逐渐增大；栓榫试件破坏时节点转角均大于半榫试件，说明栓子的存在能够提高榫卯节点的变形能力；枋截面高度对榫卯节点承载力影响较大，方形栓子边长和圆形栓子直径分别为10~30mm和10~20mm时较为合理。研究结果可为传统民居穿斗式木结构的定量参数化设计和抗震性能分析提供参考。     

传统木结构直榫节点弯矩-转角关系理论与试验研究

木结构榫卯节点连接属于半刚性连接,如何通过榫头与卯口尺寸确定节点的M-θ关系,是木结构设计的难点。为了解决这一困难,本文从直榫节点转动过程中的几何关系出发,借助木材嵌压理论,推导出了直榫节点M-θ理论公式,建立起榫头几何尺寸与M-θ的关系式。又通过实验研究,验证了所推导出理论模型的正确性。