徽州传统建筑木柱修缮方法及其数值分析

徽州传统建筑以木结构为主,其中木柱作为重要的支撑构件,其性能对结构整体稳定性有着重要影响,但由于年久失修,均产生了不同程度的损坏,迫切需要进行相关的修缮加固。文章通过对徽州传统建筑中木柱的研究,系统的阐述了其破坏形式及相关的修缮加固方法,并以木料墩接中的"巴掌榫"为对象,采用有限元方法进行数值分析与验证,研究结果表明:巴掌榫在沿榫面垂直的方向变形最大,在加固时用两根铁箍的效果远好于一根铁箍。研究结果为今后徽州传统建筑木柱的修缮与保护提供一定的参考。     

徽州传统建筑梁枋修缮加固力学分析

年代久远及多种自然灾害的影响导致各种徽州传统建筑均有不同程度的残损。为保护和传承这些珍贵的历史遗产与古迹,需要对其进行经常性维护与修缮加固。通过现场勘察,资料统计分析,归纳总结出梁枋修缮加固的主要方法。探讨了梁枋水平裂缝限值及其剜补形状问题,利用有限元方法对梁枋不同裂缝深度和宽度、剜补形状进行对比分析,得出了梁枋不同裂缝和剜补形状对结构力学特征的影响,并提出了在修缮加固计算时相关参考建议,可为徽州传统建筑的梁枋修复与保护提供参考。     

徽州传统建筑木梁修缮方法及其数值分析

徽州传统建筑以木构架为主,其中,木梁是主要的承重构件,由于年代久远木梁出现不同程度的破损,迫切需要对其进行修缮加固。通过查阅资料、实地调查,以1栋徽州传统古民居为例,选取1根木梁为算例,对木梁梁身裂缝、局部糟朽、内部糟朽3种常见损伤情况进行修缮加固分析,采用有限元方法对木梁加固前与加固后进行数值计算。研究表明:对受损木梁进行修缮后,提高木梁承载力和木构架整体安全性;与理论计算结果对比分析,尽管存在一定误差,但是对修缮前木梁是否满足承载力要求的判断并不产生影响,两者均证明采用归纳的修缮方法可以极大地提高木梁承载力。     

上海沈义生住宅的检测鉴定与加固

沈宅建于19世纪60年代,是旧上海董家渡地区码头贸易的见证,是具有保存价值的优秀历史建筑。该建筑为砖木结构,文章介绍了加固前结构检测方法和结果,并用M ADIS软件对该建筑进行验算,提出了修缮加固的处理方案,以期对砖木结构古建筑的检测鉴定与加固工作有所帮助。     

徽州传统建筑测绘技术与方法的研究

通过对徽州传统建筑实地测绘与相关文献资料的分析,探讨了徽州传统建筑测绘的具体方法,提出了在对徽州传统建筑测绘时遵循传统方法与现代测绘技术相结合的原则,并以1栋徽州古民居为例,详细阐述了古建筑测绘的具体实施内容与方法,为徽州传统建筑的保护,日常的维修及损坏后的修复提供依据和参考.     

玄武岩纤维修复加固损伤木柱的试验方法研究

简述了玄武岩纤维作为加固材料的优势性能和特点,叙述了其修复加固损伤木柱的试验方法,通过试验结果可知,采用该方法对木柱进行加固处理,不仅提高受损木柱的承载力,而且延性得到显著的改善.因此用BFS布包裹修复加固局部受损木柱是行之有效的方法,可用于木结构维修加固的工程实践.     

“义兴公”商号门房安全现状与损伤分析

古建筑具有较高的历史、艺术和科学价值。为了延长古建筑的寿命,需要对古建筑的损伤和薄弱部位进行研究,以达到后期科学保护古建筑的目的。对神垕古镇"义兴公"商号门房进行现场检测、室内试验和理论分析,并采用ANSYS有限元软件对"义兴公"商号门房建筑的结构受力和结构变形状况进行数值模拟。研究结果表明:商号门房承重构件的变形量处于正常范围,木骨架以及承重墙体的受力处于安全状态,门房整体处于安全状态。另外,通过数值计算找出了古建筑的薄弱部位,为古建筑合理的修缮与加固提供了科学依据。     

徽州古建筑木构架倾斜原因分析及倾斜角计算

本文经过对徽州古建筑现场调研和资料收集,分析了徽州古建筑木构架倾斜产生的原因,通过借鉴其他类型建筑倾斜机理以及木结构自身的特殊性。在分析倾斜机理的基础上,提出了用倾斜角来评价木构架倾斜程度,给出了横向荷载、偏心荷载、材料性质等三种主要影响因素的倾斜角计算公式,并举例分析了不同因素对木构架倾斜的影响,为徽州古建筑木构架纠偏和加固提供技术参考。     

徽州传统建筑纠偏方法研究与工程应用

根据徽州传统建筑的特点和破坏形式,讨论了徽州建筑破坏的主要原因,且从徽州传统建筑加固和维护的重要性和规范性出发,并以一徽州传统建筑的纠偏过程作为实例,介绍了徽州传统建筑的纠偏方法,可为徽州传统建筑的纠偏加固提供技术参考.     

复合纤维对圆形木柱抗压承载能力的加固试验研究

通过高强复合纤维粘贴加固技术,对24根圆形木柱进行抗压加固试验,并研究了加固效果和设计方法,分析了纤维粘贴量、包裹方法等因素对圆形木柱受压性能的影响,记录了试件破坏的全过程。基于试验结果,提出了抗压加固设计简化计算公式和设计方法。     

徽州传统建筑木构件力学参数实验研究

徽州传统建筑多以木构件作为承重体系,木构件力学参数实验可以真实的反映木构件的力学性能,本文运用理论分析与实验相结合的研究方法,进行了传统建筑木构件顺纹抗压强度等力学参数的试验,给出了具体实验程序并进行了相关分析,研究成果可为徽州传统建筑的加固修复提供设计依据.     

山地古建筑木结构抗震性能研究评述

山地古建筑木结构是中国古建筑的重要组成部分,因其柱底不等高约束而与平地古建筑木结构存在建筑布局、结构特点和抗震性能等方面的差异。近年的古建筑震害调查表明：高烈度区山地古建筑木结构的破坏程度一般重于平地古建筑木结构。为更好地保护山地古建筑木结构,阐述了山地古建筑木结构的基本概念,总结了山地古建筑木结构的建筑特点、结构形式和结构特点,根据多次古建筑震害调查结果,分析了山地古建筑木结构的基础破坏、柱脚滑移、榫卯破坏、柱架扭转、屋面破坏和构架垮塌等典型震害特征及其震害原因,并指出其与平地古建筑震害的异同,从动力特性、分析模型、抗震机理、破坏模式和加固方法等方面阐明了山地古建筑木结构抗震研究的关键科学问题,为后续抗震性能研究指明思路和方向。     

纤维布加固墩接木柱轴压试验

为探究外包纤维增强复合材料(FRP)加固墩接木柱的加固效果和工作机制,考虑不同纤维布和不同墩接方式等因素影响,开展10根墩接木柱的轴压加载试验。对比分析3种FRP布(AFRP,BFRP,CFRP)、4种不同墩接方式(巴掌榫、刻半榫、抄手榫和直榫)下加固柱的破坏模式和力学性能。结果表明：未采用FRP布加固的传统墩接柱表现为拼接缝木材开裂和开裂后的墩接区木材压屈折断,而FRP布加固后,墩接区整体性良好,破坏主要发生在墩接口,表现为木材压溃和纤维布褶皱;传统墩接柱承载力仅恢复至42%～69%,刚度恢复至43%～65%;FRP布加固后,轴压承载力可恢复至完好木柱的75%～100%,刚度可恢复至66%～107%,延性提升24%～96%,加固柱轴压性能和变形能力得到有效的恢复或提高,且刚度退化不明显;此外,有限元仿真得到的荷载位移曲线及力学指标与试验结果吻合良好。FRP加固墩接木柱的轴压力学性能良好,可为传统木结构建筑的修缮和木柱的墩接加固提供借鉴和参考。     

FRP加固木梁的受弯性能研究

为研究FRP板隐蔽式加固古建筑截面削弱型木梁的抗弯力学性能,设计了3组18根木梁试件的静力加载试验,比较了新构件替换残损构件与残损构件FRP板隐蔽式加固2种方式的加固效果,以及FRP板材的类型、厚度、加固长度对加固木梁抗弯性能的影响规律.研究结果表明：加固木梁抗弯极限承载力、抗弯刚度较模拟残损梁均显著提升;最优加固木梁的抗弯性能与健康梁相当.相同厚度的CFRP板加固木梁的抗弯性能优于GFRP板加固木梁;FRP板的厚度、加固长度与加固木梁的抗弯性能提高幅度成正比.在加固试件中木材、碳板胶以及FRP板的协同工作性能方面,GFRP板优于CFRP板.加固木梁截面应变沿梁截面高度方向的分布基本符合平截面假定.提出了FRP板加固木梁的抗弯极限承载力计算公式,计算结果与试验结果吻合较好.

     

中国木结构建筑分布及其震害

我国木结构建筑历史悠久,除了古代木结构建筑,在广大的农村地区还存在许多木结构承重建筑.这些建筑大多没有经过正规的抗震设计,抗震性能较差,历次地震也表明此类建筑震害较为严重,往往造成了大量的人员伤亡及经济财产损失.对我国木结构主要分布情况进行了归纳整理,着重分析了西南、西北地震高烈度地区的木结构形式,并对木结构建筑的主要...     

屏山祠堂建筑形制研究

古祠堂是徽州民居建筑艺术的集大成者,本文主要通过对比分析屏山祠堂建筑与民宅建筑的异同点,阐述徽派建筑之屏山村明清祠堂的建筑形制特征。分析了祠堂与民宅建筑关系的处理方法,对当代建筑设计具有一定的指导意义。     

古建筑木构件残损特征及其内部空洞的应力波无损检测

为了更准确地掌握古建筑木构件内部残损状况,在大量现场调研的基础上分析木构件残损特征和主要残损部位,采用FAKOPP应力波对榆木试件采取逆向试验,研究在不同形状、大小的空洞下应力波对空洞面积、空洞形状、波速衰减的数字采集情况.研究结果显示:随着空洞的不断扩大,检测面积与实际面积之间的误差值逐渐减小,最小误差可达4%,此外两者之间存在显著线性关系.FAKOPP应力波对空洞形状的识别较弱,当空洞位置为中部时,将二维平面检测图与反映V_a、V_b、V_c、V_d、V_e波速线形图进行综合分析有利于对内部孔洞形状的判定以及空洞面积的参考.其中以V_c路径的波速最为稳定,当空洞达到截面面积1/2时,对比完整试件其波速衰减最高可达51.16%.研究成果有利于古建筑进行预防性保护以及将检测方法由定性转为量化分析,为实际工程的修缮加固方案提供有效数据支持.     

基于木材弹塑性损伤本构的古建木结构残损梁柱构件损伤非线性分析

局部糟朽、虫蛀在古建筑梁柱构件中普遍存在,采用数值模拟方法分析其受力性能意义重大。在连续介质力学和损伤力学框架内,建立木材的弹塑性损伤本构模型,并基于ABAQUS的用户材料开发接口UMAT进行本构模型的二次开发,通过模拟已有文献中的三点受弯木梁试验,对本构模型的正确性进行验证。通过人工预制局部开槽的方式模拟实际古建筑木结构中梁柱构件的局部糟朽和局部虫蛀,基于所开发的本构模型建立有限元模型,并通过已有试验验证模型的正确性。结果表明:所建木材的弹塑性损伤本构模型和木梁、木柱的有限元模型可较好地反映残损梁柱构件在受力过程中的非线性受力和损伤演化行为。