古建木構(gòu)架傳統(tǒng)糾偏工藝的試驗?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和科研價值。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;對歪閃變形的木構(gòu)架進行糾偏加固，是中國今后一段時期古建筑修繕加固的重點工作。
　　經(jīng)過長期的工程實踐檢驗，“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)驗階段。
　　本論文在國家自然科學(xué)基金重點項目《古建木構(gòu)的狀態(tài)評估、安全極限與性能保持》(51338001)的框架下，以揚州清代鹽商周扶九舊居為研究對象，制作了木構(gòu)架縮尺模型。針對五種不同的歪閃工況，采用實體模型試驗與有限元數(shù)值模擬相結(jié)合的研究方法，分別進行了木構(gòu)架“打牮撥正”復(fù)位工藝的試驗?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，對五種不同工況下的歪閃木構(gòu)

3、架進行了“打牮撥正”的縮尺模型試驗。在歪閃木構(gòu)架復(fù)位過程中，對其復(fù)位狀態(tài)和復(fù)位力系進行了實時的監(jiān)測，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。試驗結(jié)果表明，木構(gòu)架復(fù)位時柱網(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，對縱向的影響很小。
　　其次，運用有限元軟件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)試驗確定了反映節(jié)點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)點連接的有限元模型。分別對縮尺模型試驗各種工況進行了復(fù)位模擬，模擬分析表明，數(shù)值模擬的結(jié)果與模型試驗實測值有較好的吻合性，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)合試驗數(shù)據(jù)和有限元數(shù)值模擬結(jié)果，對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