中國(guó)木結(jié)構(gòu)古建筑加固的試驗(yàn)研究及理論分析.pdf

1、中國(guó)木結(jié)構(gòu)古建筑是世界古代建筑中獨(dú)樹一幟的建筑體系，具有極高的歷史、文物、藝術(shù)和科學(xué)價(jià)值。開展木結(jié)構(gòu)古建筑加固的研究對(duì)保護(hù)這些珍貴文物遺產(chǎn)具有極其重要的理論意義和社會(huì)價(jià)值。
　　 首先提出了古建筑修繕設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期，分析了作用于古建筑上的永久荷載、可變荷載和地震作用的取值方法。根據(jù)古建筑材料性能的變化規(guī)律，建議木材設(shè)計(jì)強(qiáng)度應(yīng)該根據(jù)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行取值，并給出了材料強(qiáng)度設(shè)計(jì)值的確定方法?？紤]到檁下替木的存在，根據(jù)支承點(diǎn)處檁和替木的轉(zhuǎn)角相等

2、的原則確定出支承點(diǎn)的位置，從而計(jì)算出檁的最大內(nèi)力。將雀替與三角梁之間的分布荷載簡(jiǎn)化為三角形分布，計(jì)算了三角梁的最大內(nèi)力。根據(jù)單層木結(jié)構(gòu)殿堂的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，將其簡(jiǎn)化成帶滑移隔震層的單自由度體系，建立了動(dòng)力方程，采用逐步積分法給出了動(dòng)力方程的數(shù)值解法。
　　 通過8根矩形木粱的靜力試驗(yàn)，對(duì)碳纖維布(CFRP)加固木梁的抗彎性能，包括破壞特征、截面應(yīng)變、極限承載力及撓度等性能進(jìn)行了研究。根據(jù)加固梁不同的破壞模式建立了相應(yīng)的抗彎承載力計(jì)算公

3、式以及考慮初始應(yīng)變的承載力計(jì)算公式。將木梁的荷載一撓度曲線近似簡(jiǎn)化為兩個(gè)線性階段，提出了木梁跨中撓度的近似計(jì)算方法。并根據(jù)已建立的抗彎承載力計(jì)算公式，對(duì)影響碳纖維布加固木梁抗彎承載力的主要因素進(jìn)行了分析。
　　 根據(jù)上述碳纖維布加固木粱的部分試驗(yàn)結(jié)果，研究了碳纖維布端部界面剪應(yīng)力的分布情況，推導(dǎo)了碳纖維布與木梁之間的剪應(yīng)力和正應(yīng)力的計(jì)算公式，應(yīng)用該公式分析了影響最大界面應(yīng)力的主要因素，并根據(jù)碳纖維布錨固長(zhǎng)度所需提供的拉力提出了碳

4、纖維布錨固長(zhǎng)度的確定方法。通過7根碳纖維布加固的矩形木梁的試驗(yàn)，研究了木粱的抗剪性能，得到了木梁剪切破壞的破壞形態(tài)、荷載一撓度曲線及荷載一應(yīng)變關(guān)系等性能。根據(jù)理論分析，得到了各種破壞形態(tài)的判斷條件，建立了發(fā)生各種破壞形態(tài)時(shí)的抗剪承載力的計(jì)算方法，并分析了影響木梁抗剪承載力的因素。
　　 根據(jù)8根碳纖維布加固的圓形木柱的軸心受壓試驗(yàn)研究，得到了木柱的破壞形態(tài)、木柱和碳纖維布的荷載一應(yīng)變關(guān)系以及加固柱極限承載力提高情況等性能。分析了

5、加固柱極限承載力的影響因素，并建立了抗壓承載力的計(jì)算公式。通過對(duì)木柱墩接方法的力學(xué)分析，確定了木柱墩接的最大墩接高度、連接區(qū)段的最小長(zhǎng)度及對(duì)緊箍件的要求。
　　 按宋《營(yíng)造法式》中的做法，選用殿堂二等材殿堂式構(gòu)架的主要承重柱(檐柱)的柱架縮尺模型，進(jìn)行了3個(gè)未加固構(gòu)架、3個(gè)碳纖維布加固構(gòu)架和2個(gè)扁鋼加固構(gòu)架共8個(gè)構(gòu)架在水平低周反復(fù)荷載作用下的試驗(yàn)研究，得到了各個(gè)構(gòu)架的破壞特征、滯回曲線、骨架曲線、強(qiáng)度和剛度退化規(guī)律、變形及耗能等