传统木构建筑螺栓拼合木梁受力机制

为研究传统木构建筑中螺栓拼合木梁修缮方法的可靠性,对螺栓拼合木梁的受力性能进行研究。基于传统木构建筑修缮中的螺栓拼合作法,对螺栓拼合三架梁模型、螺栓拼合五架梁模型、螺栓拼合檩条模型进行了力学分析,得到3种类型拼合梁的中性层位置及梁受弯时的危险点位置,用材料力学方法推导出这3种螺栓拼合木梁的极限弯矩、螺栓剪力和轴力的计算公式,并利用ANSYS有限元软件进行模拟分析,有限元分析结果与理论分析结果较吻合。研究成果可为传统木构建筑螺栓拼合木梁受力计算时参考。     

近代木结构柱-梁节点转动刚度及木材弹性模量的检测方法

以新泰仓库木柱-木梁结构为原型进行木构架缩尺试验,研究木柱-木梁结构的受力性能和变形特征.试验结果表明,木柱-木梁节点具有明显的半刚性连接特征,节点刚度随荷载的变化而变化.通过量测木梁跨中竖向位移、木柱中部侧向位移,并结合计算分析,相对准确地确定了木材弹性模量的上、下限值和平均值.本方法通过对木结构做现场检测试验即可求...     

蓬莱阁木构架承载力有限元分析

采用有限元软件ABAQUS,对蓬莱阁的整体木构架进行了动力性能及11种工况下的承载力研究.通过对计算结果的分析,对木结构承载能力给出一个总体评价,明晰结构的最不利部位,这些结论为日后古建筑木构架的维护和加固提供了建设性依据.     

混杂纤维布加固木梁受弯性能研究

混杂纤维布加固木结构具有施工简便、增强显著且不改变构件原有尺寸等优点，但同样存在理论计算困难、无法准确评估等问题.为了研究混杂纤维布加固木梁的受弯性能，首先考虑木材节疤作用，结合Hashin失效准则、Hill屈服准则和损伤力学等原理，提出了一种基于弹塑性损伤本构模型的混杂纤维布加固木结构的有限元模拟方法；然后选取性能较优的单向编织混杂纤维布加固木梁进行试验研究，并将试验结果与有限元模拟分析结果进行对比，研究结果表明，提出的有限元模拟方法能够较好地模拟木材和混杂纤维布两种材料的非线性行为，试验结果也验证了有限元模拟方法的准确性.该研究结果可以为混杂纤维布加固木结构构件的计算评估提供科学依据.     

冷却塔外伸刚性环施工三角架结构有限元分析

电厂双曲线冷却塔外伸刚性环施工时,由于结构变化导致支模系统的施工荷载相比于筒壁的施工荷载显著增大.针对支模三角架系统强度刚度不足,提出三种三角架结构加固方案并进行有限元力学计算分析,获得施工过程中三角架结构的变形和应力分布情况.根据计算结果对比分析三种加固方案的合理性,为冷却塔外伸刚性环施工提供参考.     

秦氏旧宅厅堂木构架体系结构性能分析

秦氏旧宅厅堂是豫中地区传统木构架建筑的典型代表.为了从结构安全性角度指导该建筑的保护与修缮,以厅堂木构架体系为原型建立整体有限元模型,通过静力分析得到木构架在自重及雪荷载作用工况下的变形规律及受力特点.分析结果表明：檩条与梁架搭接处、檩条之间的榫卯连接处、七架梁的跨中以及各层梁架的梁端是木构架结构的薄弱部位,易发生拔榫、弯垂、劈裂等现象,失效时直接影响结构的安全可靠性.研究结果将为厅堂的修缮设计提供科学依据,同时为同类木构架建筑的修护提供技术参考.     

CFRP布加固圆形木梁抗弯性能的试验

对在实际工程中已经受损的木梁加固后的结构性能进行研究.通过对8根圆形木梁进行静力试验,研究碳纤维增强复合材料（carbon fiber reinforced polymer,CFRP)布加固受损木梁的抗弯性能,包括破坏特性、极限荷载、刚度、截面应变等结构性能.试验结果表明,CFRP布加固受损木梁具有良好的效果,能够有效提高木梁的承载力和刚度.研究结论对碳纤维工程加固的应用具有一定的参考价值.     

姚安7?9地震土木结构民居震害及基于震害的穿斗木构架节点抗震加固分析

姚安7·9地震发生后,通过对灾区农村的现场调查,总结了这次地震农村民居的破坏情况.结合云南丽江和宁洱地震时农村穿斗木构架民居节点的震害给出了节点的抗震加固方案,并对加固方案进行了造价分析.     

碳纤维布加固指接木梁的强度性能

通过有限元分析木梁和指接梁的典型破坏特征,对不同构件的CFRP进行加固分析,得出提高指接木梁弯曲承载能力的加固模式.考虑材料线性和非线性本构关系,以及损伤因素对碳纤维布加固指接木梁的力学影响,利用ABAQUS 软件对指接点进行有限元分析,建立简化模型,设计出精确描述模型损伤行为和性能的数值方法.结果表明,运用CFRP加强材来增强木梁力学性能的方法有效,木梁的变形性能得到明显改善.     

纤维增强聚合物布加固木梁的非线性弯曲分析

考虑纤维增强聚合物（fiber reinforced polymer,FRP）布加固层拉伸与压缩时的不同弹性模量以及木梁非线性弯曲的二阶变形和轴向拉伸效应,利用摄动法研究均布横向荷载作用下简支FRP布加固木梁的非线性弯曲问题,得到加固木梁的挠度和弯矩等渐近解析表达式,并给出数值分析.结果表明：FRP加固木梁非线性弯曲的挠度和弯矩小于线性弯曲的挠度和弯矩,并且当无量纲荷载小于5时,FRP加固木梁非线性弯曲和线性弯曲的挠度和弯矩几乎相等,没有明显差别;但随着载荷的增大,二者相差逐渐增大;当无量纲载荷大于20时,非线性弯曲效应十分显著,必须选用FRP加固木梁的非线性弯曲模型进行分析.     

梁柱式胶合木结构体系抗侧力性能试验

为研究梁柱式胶合木结构体系的抗侧力性能,对10榀单层单跨梁柱式木框架足尺试件进行了水平荷载试验,其中2榀为单调加载,8榀为低周反复加载,考虑了4种抗侧加强结构体系,即交叉支撑、人字撑、隅撑以及填充轻木剪力墙.根据试验现象和由试验数据获得的滞回曲线、骨架曲线、刚度退化曲线、强度退化曲线、耗能曲线等研究了各抗侧力体系的变形能力、耗能能力、破坏模式等抗震性能,结果表明,交叉支撑、人字撑结构体系表现出良好的抗侧刚度,但二者延性较差;隅撑结构体系抗侧刚度较纯框架结构体系有了一定的提高,延性好于交叉支撑、人字撑结构体系;填充轻木剪力墙结构体系表现出良好的抗侧刚度和延性.最后,分析了各抗侧力结构体系的薄弱部位,并提出了改善加强措施.     

轻型木结构外墙热工计算方法及空调负荷分析

针对一种典型轻型木结构外墙,在综合分析几种常用简化热工计算方法基础上,提出了一种改进计算方法,并与实测值进行了对比,说明改进后的简化方法准确性较好.然后运用能耗软件Energyplus对重庆某住宅卧室进行典型日的冷热负荷计算,对比单位面积的轻型木结构、节能50%及节能65%典型砖混结构外墙得热引起的空调负荷.结果表明:轻型木结构外墙所引起的冷热负荷最小,日平均冷热负荷约为节能65%砖混结构外墙的55%,但夏季隔热性能比节能65%砖混结构外墙差,负荷波动大,提高轻型木结构墙体在夏季的隔热性能是改善其热工性能的关键.     

纤维增强聚合物加固带裂缝圆截面木梁的弯曲

对具有纵向贯穿裂缝圆截面木梁全贴纤维增强聚合物(fiber reinforced polymer, FRP) 布的弯曲加固效果进行了研究. 在组合梁小挠度变形的假定下, 建立了全贴FRP 布加固带纵向贯穿裂缝圆截面木梁弯曲变形的控制方程, 研究了自由端集中载荷作用下FRP 布加固圆木梁的弯曲行为, 并得到了问题的解析解, 分析了FRP 布模量和厚度、梁长细比以及裂缝宽度等因素对FRP 布加固木梁弯曲变形的影响. 数值结果表明, FRP 布加固木梁自由端挠度随FRP 布厚度、弹性模量和剪切模量的增加而减少, 且当FRP 布厚度和弹性模量增加到一定值时, 继续增加其厚度和弹性模量对圆木梁的加固作用已不明显; FRP 布的剪切模量对短粗木梁挠度的影响较大, 且当剪切模量较大时, FRP 布加固可完全消除裂缝因素的影响.     

基于分布式光纤技术的古建木结构变形监测策略

为解决古建木结构在实际监测中因监测内容较多而造成系统臃肿、传感器通道数量过多和数据集成繁琐等问题,提出基于分布式光纤技术的古建木结构梁柱变形监测策略.首先以共轭梁理论和空间几何关系为理论基础,在分析榫卯节点特性和柱脚平摆浮搁式特点基础上推导出结构应变分布信息分别和梁挠度和柱倾角之间的对应关系;其次采用数值仿真和理论分析对所提策略的适用范围和传感器布设进行研究;最后通过单榀木框架静力试验和单柱倾覆试验验证所提监测策略的有效性.研究结果表明:所提出的古建木梁挠度监测技术适用于跨高比20以上的木梁;基于本文布设策略的古建木结构变形监测技术具有较好的测量精度和适用性.     

燕尾榫样式对CFRP加固榫卯接长木梁抗弯性能影响试验

通过11根木梁的静力受弯试验,研究燕尾榫样式对榫卯接长木梁加固后的抗弯性能的影响.试验结果表明,未加固前榫卯接长木梁承载力较低,仅为完整木梁的1.00%~2.62%,经CFRP布加固后其抗弯承载力可提高至完整木梁的50%~83.33%;旋转90°后,传统燕尾榫进行榫卯接长和采用榫头带榫肩接长,其抗弯承载力和能量吸收能力提高.燕尾榫榫头斜率从0.1变化至0.3,木梁的抗弯承载力和能量吸收能力随之提高,其抗弯承载力分别可达完整木梁的71.43%~83.33%,能量吸收能力分别达完整木梁的43.01%~61.33%.当燕尾榫榫头长度超过传统燕尾榫榫头长度时,其抗弯承载力、能量吸收能力和刚度反而降低.     

碳-芳混杂纤维布加固木梁抗弯性能试验研究

通过碳-芳混杂纤维布加固矩形木梁(杉木和松木)的抗弯性能试验,研究了不同层数的碳-芳混杂纤维布加固矩形木梁的破坏形式、抗弯承载力、荷载-挠度曲线和截面应变分布.试验结果表明:与未加固试件相比,木梁经碳-芳混杂纤维布加固后,其抗弯承载力和刚度有了一定程度的提高,抗弯承载力提高幅度在18.1%～62.0%(松木)和7.7%...     

梁柱式木结构加固方法及抗侧力性能试验研究

为研究梁柱式胶合木结构在加固后的抗侧力性能,对9榀单层单跨梁柱式木框架足尺试件进行了低周反复荷载试验,其中3榀为未损坏对照组试件,6榀为加固组试件.考虑了节点区域包裹碳纤维布(FRP)和植入自攻螺钉2种加固方法,及纯框架和隅撑框架2种结构体系形式.根据试验现象和试验数据的分析,探讨了木结构加固方法的可行性,对比了不同方法的效果和差异,研究了各组试件在反复荷载作用下的破坏模式、刚度、变形和耗能等力学性能.结果表明,2种加固方法均可以有效地抑制裂缝开展,并能够恢复结构的强度、刚度、耗能等力学性能;受损的梁柱式木结构框架,采用节点区域加固并增设隅撑,结构的抗侧力性能可以得到显著的提高.     

碳纤维布加固梁柱式胶合木结构抗侧性能试验

为研究震损梁柱式胶合木结构在节点外包碳纤维布加固后的抗侧力性能,对3榀单层单跨梁柱式木框架足尺试件进行了低周反复加载试验.试验首先通过低周反复加载模拟框架结构的地震损伤,其后用碳纤维布进行节点加固,并进行与前期相同的低周反复加载试验.结果表明,碳纤维布加固方法可以有效抑制裂缝开展,恢复受损结构的强度、刚度、延性等抗侧力性能,改善耗能能力.     

木质组合梁抗弯性能试验研究

通过12根矩形截面梁、24根T型组合梁和6根工字型组合梁,共计42根木质梁试件的2点加载受弯试验,研究了木基结构板—矩形截面木搁栅组合梁的抗弯性能.结果表明,木质梁试件破坏前能产生较大的变形,最终破坏主要有4种模式:纯弯段腹板弯曲破坏、沿腹板顺纹方向劈裂破坏、弯剪区沿腹板截面高度剪切破坏和梁端部局部扭转.木质组合梁中连接翼缘与腹板的钉连接节点在梁受弯时滑移变形较小,因此其能有效地传递翼缘与腹板之间的组合作用.T型组合梁与矩形截面梁相比,刚度和承载力有明显增加,工字型组合梁与T型组合梁相比,受弯性能进一步提高.因此可按组合梁理论进行更加合理的木楼盖相关设计.