古建木構架傳統(tǒng)糾偏工藝的試驗模擬與方案優(yōu)選研究.pdf

1、傳統(tǒng)木構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。采用榫卯結合的傳統(tǒng)木構架建筑，由于榫卯節(jié)點為非整體性連接，結構的抗變形剛度較弱，在長期的環(huán)境侵蝕和外力作用下，易發(fā)生節(jié)點松脫和構架歪閃。中國遺存的木構架古建筑，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，其技術水準仍基本停留在傳統(tǒng)經(jīng)驗階段。
　　本論文在國家自然科學基金重點項目《古建木構的狀態(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)值模擬相結合的研究方法，分別進行了木構架“打牮撥正”復位工藝的試驗模擬和復位力學性能的研究。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

3、架進行了“打牮撥正”的縮尺模型試驗。在歪閃木構架復位過程中，對其復位狀態(tài)和復位力系進行了實時的監(jiān)測，考察了復位荷載與柱網(wǎng)的復位規(guī)律以及木構架復位后的彈性回縮性能。試驗結果表明，木構架復位時柱網(wǎng)的牽連作用與柱架平面剛度、柱架間距以及聯(lián)系構件的傳力方式有關;加載復位的工序對木構架復位后的彈性回縮量有明顯的影響;基礎的不均勻沉降主要影響木構架橫向的歪閃，對縱向的影響很小。
　　其次，運用有限元軟件ANSYS建立了歪閃木構架的梁單元模型;

4、引入空間彈簧單元，結合力學試驗確定了反映節(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位模擬，模擬分析表明，數(shù)值模擬的結果與模型試驗實測值有較好的吻合性，所建立的木構架有限元模型可以用于歪閃古建木構架復位方案的研究。
　　最后，結合試驗數(shù)據(jù)和有限元數(shù)值模擬結果，對各種工況下不同加載制度的木構架復位應力狀態(tài)進行分析比較，按照“整體構架有效復位且構件應力增量最小”的優(yōu)化目