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。     

古建筑木结构拼合梁结构机制

在中国传统木构建筑中,梁架构件有梁-角背或梁-随梁枋的拼合做法,而檩条构件有檩条-随檩枋的拼合做法.基于传统木构拼合连接作法,对梁-角背或梁-随梁枋的拼合三架梁模型及拼合五架梁模型、檩条-随檩枋的拼合檩条模型进行了力学分析,推导出了常见拼合梁的极限弯矩以及销栓剪力的计算公式,并对拼合梁的极限弯矩及销栓剪力与上下梁的高度比、宽度比、销栓位置关系进行了分析,得出了一些有价值的结论.当销栓先破坏时,销栓破坏时的极限弯矩受销栓位置影响最大,高度比影响次之,宽度比影响最小;木梁破坏时的极限弯矩与销栓位置无关,受高度比和宽度比影响相差不大.当木梁先破坏时,极限弯矩受高度比影响较大,受宽度比和销栓位置影响相对较小.     

典型藏式建筑木构架变形特征与变形关系

总结了藏式建筑木构架典型的3种变形特征,依据前期勘察成果所确定的构件变形的关键点位置,提取数值模拟分析中关键点处的应变数值,研究典型藏式建筑木构架在梁的过度下挠、构件的扭转、雀替的歪闪3种情况下的变形关系,提出初步的变形破坏定位与判断方法,为结构状态分析提供科学依据.     

拔榫状态下的古建筑木结构透榫节点试验

为了准确把握节点拔榫与木构架力学性能的关系,进而为整体结构的安全性评价提供依据。本文按照《清式营造则例》大式建筑的尺寸,建立了缩尺比为1：2的四个不同拔榫程度的一榀透榫构架模型,通过对其进行竖向加载试验,得出了节点主要破坏形式、跨中P—A曲线,根据试验数据,分析了透榫半刚性连接特性和不同拔榫下榫卯节点的受力过程,并首次提出了榫卯连接受力过程分为铰接和刚接两个阶段。研究结果,可为古建筑研究者在进行类似结构分析及修缮加固中提供参考依据。     

四柱传统摇摆木构架恢复性的试验研究

为了探究宋式传统摇摆木构架的结构受力特征，对1∶2宋式四柱四梁木构架缩尺模型进行了水平低周往复试验，基于滞回曲线、骨架曲线、刚度退化曲线的变化特征，采用滞回环屈服刚度、位移恢复系数和层间位移集中系数探究其恢复性。结果表明：各狭长S型带状滞回环具有相似性，其等效刚度退化显著；水平位移超过屈服位移后，滞回环屈服刚度趋于整体屈服刚度；位移恢复系数介于0.6～0.8之间，木构架具有良好的位移恢复能力；木构架的层间位移集中系数在1.08～1.65之间，水平变形集中在柱架层，柱架层是木构架恢复性的来源。研究成果是建立传统木构架理论分析模型的基础，可为现存古建筑木结构的现状评估以及加固修缮提供参考。     

博爱武阁寨村古建筑群研究

在全面考察武阁寨村遗留明清时期11座(组)42栋建筑的基础上,对该村的古建筑群从建造时间、平面布局、梁架结构、建筑装饰四个方面进行分析,认为该村古建多数建于清代中期,属于地方性的四合院布局,主要有五架无廊式、六架前檐廊式、七架前后廊式三类梁架类型,装饰本着少而精的实用原则进行修饰。继而探讨了其建筑思想。武阁寨村古建筑风格朴实严谨,承载着历史与技艺,在一定程度上可作为覃怀地区古建筑的一个代表。     

中国古建筑中组群布局与环境配置的艺术特点

中国古代建筑因其地理位置、气候条件、民族文化心理和伦理道德观念等因素,形成了不同于西方的、以木构架为结构、以间为单位的建筑体系,体现了其建筑与环境配置的天人合一的至高境界。     

江南地区传统木构建筑半榫节点受力性能研究

对江南地区传统木构建筑中常见的半榫节点受力性能进行了试验和理论研究.通过试验获取该种榫卯节点在低周反复荷载作用下的破坏模式、滞回曲线、骨架曲线、转角刚度.结果表明:该种榫卯节点的滞回曲线基本上都呈Z形,具有明显的捏拢特性.该种榫卯试件均经历了弹性阶段、屈服阶段和破坏阶段.此外,综合考虑半榫节点的接触非线性和木材的材料非线性,采用ANSYS非线性有限元方法对其受力性能进行分析,有限元分析结果和试验结果较为吻合,通过分析,获取了半榫节点的平面内(竖向)转角刚度、平面外(水平)转角刚度和扭转刚度的相互关系,可近似归纳为1.4∶1.0∶1.1.研究结果可为江南地区传统木构建筑的计算分析及保护修缮提供理论基础.     

哈尔滨近代保护性建筑的修缮改造

通过对哈尔滨花园小学图书馆的修缮改造,提出对保护性古旧建筑的结构检测、鉴定及加固的技术措施和方法.为其他同类保护性建筑的修缮改造工程积累了经验,提供了技术措施和理论依据.     

浅谈中国古代建筑艺术

中国古代建筑是世界建筑体系中最古老的一种,有实物可考的历史在7000年以上。3000年前已形成以木构架为主要结构、以封闭的院落为基本的群体布置方式的独特风格。中国古代建设者在城市规划、建筑组群、单体建筑以及材料、结构等方面的艺术处理上均取得了辉煌的成就。     

太昊陵显仁殿木构架承重体系结构性能分析

为了给显仁殿的修缮提供科学依据,建立了显仁殿整体有限元数值模型,对其进行了正常使用条件下的结构性能分析。结果表明:木结构强度富余较大,结构处于安全状态;屋盖檐部因出挑距离较大而产生变形,最大值11.24 mm发生在明间飞椽末端;明间屋盖下金檩、檐檩跨中变形较大,引起屋面局部下沉,是结构薄弱部位;桃尖梁、抱头梁受集中荷载作用,在跨中产生较大弯矩;五架梁布置合理,弯矩分配均匀;木构架榫卯节点连接处和重檐金柱上半部分受力复杂,是木构架承重关键部位,易因木材槽朽、开裂等残损引起构件承载力不足,会直接影响结构的安全性能,需要采取相应的加固措施。所得结论将为显仁殿的维修加固提供科学依据,同时可为同类木结构的修复提供参考。     

江南传统木构建筑模型修正方法研究——以津逮楼为例

为研究江南传统木构建筑围护结构对整体结构受力性能的影响,并为该类型建筑的抗震和抗风计算提供依据,以典型江南传统木构建筑——甘熙故居津逮楼为例,采用有限元分析和结构动力特性测试的方法对该类型传统木构建筑的结构模型修正方法进行研究.首先,采用SAP2000有限元软件分别建立了不考虑围护结构效应的一种模型和考虑围护结构效应的3种修正模型,并进行结构动力特性分析;然后,采用结构动力测试分析系统对建筑进行现场测试,并将测试结果与3种修正模型计算结果进行比较分析.结果表明:相比于不考虑围护结构效应,考虑围护结构效应后3种修正模型的前三阶自振频率明显提高,等效斜撑模型的提高幅度为220%～307%,等效斜撑+幕墙墙元模型的提高幅度为228%～345%,而整体简化模型的提高幅度为230%～295%,但第一阶振型和第二阶振型发生了明显改变.等效斜撑模型的计算结果最接近真实测试结果,误差在15%范围以内,是最优的修正模型.等效斜撑+幕墙墙元模型的计算结果与实测结果的误差基本在20%以内,是其次可接受的修正模型.而整体墙元模型的计算结果与实测结果严重不符.对该类型传统木构建筑进行振动响应分析、风振作用下的受力性能分析、多遇地震作用下的弹性受力性能分析时,建议采用等效斜撑模型进行计算.当对该类型木构建筑进行设防地震、罕遇地震作用下出现弹塑性变形时的结构分析,需考虑围护结构失效时,建议采用不考虑围护结构效应模型进行计算.     

木构架的弹塑性有限元分析

采用通用有限元分析软件ANSYS10.0对一种木构架及其7种加固方案进行了静力弹塑性分析,将木梁的有限元计算结果与其材料力学的计算结果进行对比,验证了建模的正确性.分析了木梁的应力、应变的变化规律.对木构架通过加固方式之后的屈服荷载、极限荷载进行分析比较,结果表明,对木构架施加隅撑可以显著提高其抗侧承载力.文中同时提出了对木构架进行加固的方案.     

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.     

中国早期木构建筑中的“结构预设”及其对建筑形态的影响

中国早期木构建筑有着非常明显的形态特征,如建筑屋面的举折、飞檐、柱的生起、侧脚等。对于形态的成因,在过去的半个多世纪里有很多学者都进行过研究,但结论至今未能统一。通过大量的实物观察、勘测及分析后认为,这些木构建筑的形态特征源自承重体系中部分结构构件的预先设置或调整,且与结构构件的受力变形有很大关系;借用语言学和逻辑学中的"预设",引入了"结构预设"的概念,剖析了中国早期木构建筑中此类形态生成的初始原由,解读了建筑形态与结构科学之间的对应关系。     

典型江南传统木构建筑的 构件重要性分析方法

以江南典型宋元木构建筑(宁波保国寺大殿)和江南典型明清木构建筑(甘熙故居津逮楼)为研究对象,基于能量方法,采用改变后结构整体应变能的单位体积改变率作为构件重要性的评价指标,运用有限元软件ANSYS开发基于生死单元法和改变弹性模量法的构件重要性评价程序.通过对保国寺大殿和津逮楼的单榀框架和整体框架在竖向荷载作用下的结构构件重要性的计算分析,得到构件的重要性系数和重要性排序,并指出这两个典型构架体系的江南传统木构建筑的关键构件.结果表明:改变弹性模量法更适用于江南传统木构建筑结构构件的重要性分析.     

浅谈古建筑修缮技术和施工管理

古建筑修缮是在保留原有建筑风貌的基础上,严格按照原始材料、尺寸及工艺进行维修的项目。由于影响古建筑修缮的要素繁杂多变,因此,对修缮技术与施工管理有着特殊要求。本文通过分析古建筑修缮原则,针对修缮工艺及施工管理要点进行探讨,以期通过本文的阐述为提高古建筑修缮质量,促进古建筑修缮技术的进一步发展提供理论参考。     

制动梁架整体成形工艺开发与技术实现

为满足铁路货车运输对新型制动梁架产品性能的要求,在分析了制动梁架产品结构特点的基础上,提出了采用"模锻拉制"工艺成形制动梁架的新方法.对不同设计参数下制动梁架模锻预成形过程和拉制成形过程进行有限元模拟,获得了制动梁架预成形模的优化截面形状,发现金属局部"回流"是拉制过程中产生缩颈缺陷的主要原因,并据此确定拉制成形的最佳速度范围为87～96 mm/s.生产试制及产品检验表明,采用"模锻拉制"工艺成形整体结构的新型制动梁架是可行的.     

江浙地区抬梁和穿斗木构体系典型榫卯节点受力性能

针对江浙地区抬梁和穿斗木构体系中馒头榫、透榫、半榫及瓜柱柱脚直榫4种典型榫卯节点,通过试验研究其在低周反复荷载作用下的破坏模式、滞回曲线、骨架曲线、转角刚度、延性系数及耗能能力.结果表明:馒头榫、透榫、半榫节点的滞回曲线均呈Z形,具有明显的捏拢特性,而瓜柱柱脚直榫节点的滞回曲线呈反S形,较不饱满;这4种榫卯试件均经历了弹性阶段、屈服阶段和破坏阶段,耗能能力随着节点转角的增加而减小;在节点耗能能力上,按从优到劣排序分别为半榫、馒头榫、透榫、瓜柱柱脚直榫.研究结果可为抬梁和穿斗木构建筑的计算分析及保护修缮提供理论基础.     

钢筋混凝土仿木构建筑在贵州建筑中应用的探讨

论述了古建筑的一些结构构造特点及新时期对古建筑的需求.将钢筋混凝土材料和木材的各种性能进行比较,得出用钢筋混凝土仿木构建筑比木构建筑具有更好的耐久性和耐火性.通过对贵州经济现状分析指出旅游业在贵州省经济中所占的比重及在旅游区修复古建筑的重要性.结合贵州省情及全球生态环境指出在贵州用钢筋混凝土材料替代木材的必要性.