干縮裂縫對(duì)歷史建筑木構(gòu)件受力性能影響的試驗(yàn)研究.pdf

1、木材作為一種建筑材料曾普遍運(yùn)用于歷史傳統(tǒng)建筑中，現(xiàn)存的古建聚落絕大部分是木結(jié)構(gòu)建筑。然而，木材因其獨(dú)特的各向異性特征，使得木結(jié)構(gòu)受溫濕度的影響非常明顯，主要表現(xiàn)為產(chǎn)生順紋干縮裂縫，而歷史建筑中的木構(gòu)件歷經(jīng)歲月，干縮開(kāi)裂現(xiàn)象更是嚴(yán)重。因此，在評(píng)定歷史建筑聚落殘存木結(jié)構(gòu)的安全性時(shí)應(yīng)該考慮干縮裂縫對(duì)木構(gòu)件承載力的影響。
　　為了確定縱向干縮裂縫的存在對(duì)木構(gòu)件受力性能的影響，本文通過(guò)設(shè)置人工扇形縫模擬自然干縮裂縫的方法，設(shè)計(jì)了4組共8根帶

2、有不同裂縫尺寸的圓形截面杉木長(zhǎng)柱的軸心受壓試驗(yàn)和4組共8根帶有不同裂縫尺寸的方形截面杉木長(zhǎng)梁的三分點(diǎn)抗彎試驗(yàn)，研究縱向裂縫對(duì)木柱軸壓承載力和木梁抗彎承載力的影響。試驗(yàn)結(jié)果表明:在構(gòu)件尺寸、試驗(yàn)條件相同的情況下，設(shè)有縱向扇形縫的試驗(yàn)柱軸壓極限承載力較未開(kāi)縫參照柱軸壓極限承載力有所降低，且裂縫深度較淺時(shí)承載力降低程度可忽略不計(jì)，隨著裂縫深度的增加木柱軸壓極限承載力下降程度會(huì)更加明顯，當(dāng)縱向干裂木柱的裂縫深度達(dá)到木柱柱徑64％左右時(shí)構(gòu)件軸壓極

3、限承載力較完整木柱構(gòu)件下降程度可達(dá)20％;設(shè)有縱向扇形縫的試驗(yàn)?zāi)玖嚎箯潣O限承載力較未開(kāi)縫參照木梁抗彎極限承載力有所降低，且裂縫深度較淺時(shí)承載力降低程度可忽略不計(jì)，隨著裂縫深度的增加木梁抗彎極限承載力下降程度會(huì)更加明顯，縱向干縮裂縫對(duì)木梁受彎承載力的影響在于改變了承載力驗(yàn)算控制條件。由于裂縫削弱了木梁順紋抗剪截面面積，隨著裂縫深度的增加，木梁受彎承載力驗(yàn)算條件將由抗彎控制轉(zhuǎn)變?yōu)榭辜艨刂?，本文通過(guò)提出裂縫開(kāi)展界限指標(biāo)的計(jì)算方法來(lái)考慮縱向干縮

4、裂縫對(duì)木梁受彎承載力的影響。當(dāng)裂縫深度等于界限值時(shí)，木梁的抗彎強(qiáng)度和抗剪強(qiáng)度同時(shí)耗盡;當(dāng)裂縫深度小于界限值時(shí)，木梁受彎控制條件為抗彎承載力，裂縫的影響可忽略不計(jì);當(dāng)裂縫深度大于界限值時(shí)，木梁受彎控制條件為抗剪承載力，應(yīng)考慮裂縫的影響。
　　借助ABAQUS有限元軟件建立木柱、木梁的有限元模型進(jìn)行數(shù)值模擬，將有限元計(jì)算結(jié)果與試驗(yàn)實(shí)測(cè)值對(duì)比分析，驗(yàn)證了ABAQUS數(shù)值模擬木結(jié)構(gòu)構(gòu)件受力性能的可行性及可靠性。在此基礎(chǔ)上，利用有限元軟件進(jìn)