古建木構(gòu)架傳統(tǒng)糾偏工藝的試驗(yàn)?zāi)M與方案優(yōu)選研究.pdf

1、傳統(tǒng)木構(gòu)架建筑是人類寶貴的文化遺產(chǎn)，具有重要的文物保護(hù)和科研價(jià)值。采用榫卯結(jié)合的傳統(tǒng)木構(gòu)架建筑，由于榫卯節(jié)點(diǎn)為非整體性連接，結(jié)構(gòu)的抗變形剛度較弱，在長期的環(huán)境侵蝕和外力作用下，易發(fā)生節(jié)點(diǎn)松脫和構(gòu)架歪閃。中國遺存的木構(gòu)架古建筑，大都存在不同程度的歪閃變形;對(duì)歪閃變形的木構(gòu)架進(jìn)行糾偏加固，是中國今后一段時(shí)期古建筑修繕加固的重點(diǎn)工作。
　　經(jīng)過長期的工程實(shí)踐檢驗(yàn)，“打牮撥正”已成為木構(gòu)架建筑糾偏加固的優(yōu)選工藝。但是，其施工工藝的實(shí)施尚無

2、系統(tǒng)的理論指導(dǎo)，其技術(shù)水準(zhǔn)仍基本停留在傳統(tǒng)經(jīng)驗(yàn)階段。
　　本論文在國家自然科學(xué)基金重點(diǎn)項(xiàng)目《古建木構(gòu)的狀態(tài)評(píng)估、安全極限與性能保持》(51338001)的框架下，以揚(yáng)州清代鹽商周扶九舊居為研究對(duì)象，制作了木構(gòu)架縮尺模型。針對(duì)五種不同的歪閃工況，采用實(shí)體模型試驗(yàn)與有限元數(shù)值模擬相結(jié)合的研究方法，分別進(jìn)行了木構(gòu)架“打牮撥正”復(fù)位工藝的試驗(yàn)?zāi)M和復(fù)位力學(xué)性能的研究。論文主要完成的研究工作包括:
　　首先，對(duì)五種不同工況下的歪閃木構(gòu)

3、架進(jìn)行了“打牮撥正”的縮尺模型試驗(yàn)。在歪閃木構(gòu)架復(fù)位過程中，對(duì)其復(fù)位狀態(tài)和復(fù)位力系進(jìn)行了實(shí)時(shí)的監(jiān)測(cè)，考察了復(fù)位荷載與柱網(wǎng)的復(fù)位規(guī)律以及木構(gòu)架復(fù)位后的彈性回縮性能。試驗(yàn)結(jié)果表明，木構(gòu)架復(fù)位時(shí)柱網(wǎng)的牽連作用與柱架平面剛度、柱架間距以及聯(lián)系構(gòu)件的傳力方式有關(guān);加載復(fù)位的工序?qū)δ緲?gòu)架復(fù)位后的彈性回縮量有明顯的影響;基礎(chǔ)的不均勻沉降主要影響木構(gòu)架橫向的歪閃，對(duì)縱向的影響很小。
　　其次，運(yùn)用有限元軟件ANSYS建立了歪閃木構(gòu)架的梁單元模型;

4、引入空間彈簧單元，結(jié)合力學(xué)試驗(yàn)確定了反映節(jié)點(diǎn)半剛性連接特性的剛度參數(shù)，簡化了木構(gòu)架建筑典型梁柱節(jié)點(diǎn)連接的有限元模型。分別對(duì)縮尺模型試驗(yàn)各種工況進(jìn)行了復(fù)位模擬，模擬分析表明，數(shù)值模擬的結(jié)果與模型試驗(yàn)實(shí)測(cè)值有較好的吻合性，所建立的木構(gòu)架有限元模型可以用于歪閃古建木構(gòu)架復(fù)位方案的研究。
　　最后，結(jié)合試驗(yàn)數(shù)據(jù)和有限元數(shù)值模擬結(jié)果，對(duì)各種工況下不同加載制度的木構(gòu)架復(fù)位應(yīng)力狀態(tài)進(jìn)行分析比較，按照“整體構(gòu)架有效復(fù)位且構(gòu)件應(yīng)力增量最小”的優(yōu)化目