西安鼓楼木结构的动力特性及地震反应分析

引入反映古代木结构榫卯连接的半刚性单元，建立了西安鼓楼的三维有限元模型，并对其进行了动力特性分析以及地震时程响应分析，得到了鼓楼结构的前10阶自振周期和振型，结果表明：x,y方向的振型基本没有关联;x、y方向的一阶弯曲振型分别是结构在各方向上地震响应的主要分量；古代木结构的阻尼和榫卯连接在地震荷载作用下可以吸收相当的能量，大约分别占到总能量的一半和30％。     

环境振动作用下修复后南京鼓楼的动力响应现场实测

为探究环境振动作用下古建筑的动力响应水平,对修复后的南京鼓楼进行现场实测,通过对实测数据进行时域和频域分析,研究交通振动作用下鼓楼的动力响应特性。结果表明：现场实测未发现鼓楼出现振动超限现象,地铁通过时主要引起的是竖向振动,但交通振动作用引起鼓楼结构的水平向振动比竖向振动更为突出;鼓楼受交通振动影响的主要频率范围为10～50 Hz,但振动能量在古建筑中的衰减规律因材料而异,对于古砖砌体结构,超过40 Hz的交通振动对其影响较小,对于古木结构,超过160 Hz的交通振动对其影响较小;在鼓楼碑楼一层顶区域内,在50～512 Hz的高频段内存在一个竖向振动放大区,并在20～160 Hz的高频段内存在一个水平振动放大区。     

轻型木结构房屋动力特性测试及研究

对国内第一所轻型木结构小学的三栋单体校舍动力特性进行了实测,并结合试验研究成果及国外文献调查结果,对轻型木结构房屋自振周期及阻尼比进行研究.研究发现轻型木结构房屋中石膏板参与结构耗能,同时提高结构的初始刚度;轻型木结构房屋阻尼比测试值与结构经历的振动幅值有关,振动幅值越大,测得的阻尼比也越大;利用实际地震记录、模拟地震振动台试验以及房屋受迫振动等方法测得的轻型木结构房屋阻尼比都接近或大于5%的规范建议值;研究验证了《轻型木结构建筑技术规程》对于3 层及以下轻型木结构房屋的地震影响系数α取最大值的合理性.     

侗族鼓楼结构及其建造技艺研究

鼓楼是侗族特有的建筑物,是传统民族文化的瑰宝。通过对贵州省黔东南州鼓楼实地考察、测量,分析它的几何结构、建造技艺的几何变换及其相关的计算,鼓楼翘檐结构及计算公式。探讨鼓楼建造技术中的比例关系,鼓楼建筑及其装饰结构中等差数列的运用,鼓楼建造中的估算及公式。发掘鼓楼结构中的对应关系、墨线的分割思想,笛卡尔集思想的实现以及蕴含的黄金分割美。     

国外高层木结构研究综述

整理和分析了国外高层木结构研究现状,重点介绍了适用于高层木结构的正交层板胶合木(CLT)的最新研究进展,指出纵横交错的层板在承受平面外荷载时,其横向层的滚动抗剪性能需重点关注.针对高层木结构的关键问题,即结构体系、结构抗震与抗风性能、节点连接和抗火性能的研究进展进行了综述,指出结构体系中抗侧力性能、构件间的连接以及力的传递是今后研究的重点;高层木结构抗火性能的研究可以借鉴低层和多层木结构,但高度和人群密集的影响需特别关注.最后,对我国高层木结构的发展进行了展望,对关键问题进行了分析和总结.     

基于STD法的光岳楼木结构自振频率计算

自振频率是古建筑木结构振动特性的重要模态参数指标,准确计算其自振频率对采用数值方法分析结构的动力反应及对结构进行安全评估至关重要.本文基于实测振动数据,采用STD方法计算得到了光岳楼木结构的自振频率,并与东华振动测试系统的模态分析软件中OP.Polylscf算法计算得到的光岳楼木结构的自振频率进行了对比分析.表明:采用上述两种方法计算得到的反映木结构振动特性的1阶频率差别甚小;采用OP.Polylscf法计算光岳楼木结构的其他各阶频率均大于采用STD法计算结果,但误差均在5.7%以内,说明采用STD法计算木结构的自振频率具有较好的精度.     

闽北山区农村住宅结构的安全性调研及分析

对福建省邵武市8个自然村的185栋农村住宅进行抽样式摸底调查,主要考察其结构类型、结构和构件的损伤现状,以及周边地质条件等因素,并对结构的安全等级进行评定.调研结果显示:闽北山区农村住宅的结构类型中以木结构和石砖木结构为主,所占比例分别为53.5%和28.1%;木结构类型中安全等级为A的农村住宅比例为52%,安全等级为B,C与D的农村住宅比例为48%.最后,针对闽北山区农村住宅结构的安全性和耐久性等方面存在的问题,提出相关防灾建议.     

木结构古建筑震后破坏状态评估方法研究

木结构古建筑震后破坏状态评估涉及众多影响因子,且各因子间还存在相关性和不确定性.为提高木结构古建筑震后破坏状态评估的准确性,本文提出了基于模糊数学理论的评估方法.首先,将木结构古建筑分为地基、基础、上部结构3个部分,结合其震害特点,选取13个指标作为评估因子;然后,由层次分析法确定权系数向量,采用隶属函数和类比法构造评判矩阵,建立三层次两阶段的模糊综合评估模型;最后,以青城山黄帝殿为例,应用该模型对其在汶川地震后的破坏状态进行了评估.结果表明,本文方法能合理、较准确地评估震后木结构古建筑的破坏状态,可为木结构古建筑震后维修措施提供依据.     

基于几何特征的穿斗式木结构节点试验研究

木结构在我国西南地区大量存在,其中穿斗木结构由于其经济合理被广泛使用.以穿斗式木结构直榫节点为研究对象,通过试验研究节点长度、宽度、高度三个几何参数对直榫节点弹性极限转角、弹性极限弯矩、塑性极限转角、塑性极限弯矩的影响.试验结果显示三个几何参数对直榫节点四项力学性能影响略有差异,根据试验结果提出直榫节点最优几何参数,为木结构建造提供参考.     

一座木结构模型的振动台实验研究

通过对木结构模型的振动台实验,讨论木结构模型实验体的动力测试方法,确定木结构构筑物在地震作用下的破坏机理,同时讨论了节点动力特性.研究了结构动力特性及地震反应的变化规律.通过实验可知在地震荷载作用下节点变形是非常重要的破坏准则,为危旧住房以及农村乡镇住房的抗震加固寻找有效且经济可行的方法.     

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.     

基于ITD法的光岳楼木结构模态参数识别

结构模态参数识别是结构动力响应分析的前提和基础,其中自振频率是反应结构动力特性的重要模态参数指标.因此,准确计算自振频率是分析光岳楼的动力反应的关键.本文依据泰斯特动态监测设备实测测点的振动数据,采用ITD法计算得到了光岳楼木结构的自振频率,并与STD法和OP.Polylscf算法计算得到的光岳楼木结构的自振频率进行了比较.研究结果表明:采用ITD法和STD法计算得到的光岳楼木结构的第1阶频率比较接近,但与OP.Polylscf算法计算得到的光岳楼木结构的1阶频率相比略偏小,这主要由于光岳楼历经多次维修加固,致使其整体刚度有所增大.而采用ITD法和STD法计算光岳楼木结构的其他各阶频率均大于采用OP.Polylscf算法的计算结果,除了第3阶频率的误差大于10%外,其余各阶误差均小于10%,说明采用ITD法计算光岳楼木结构的自振频率具有较高的精度.     

不同结构建筑的能源消耗与碳排放国外研究述评

综述了国外关于木、混凝土和钢结构等3类建筑能耗、碳排放的研究进展及研究成果.国外研究结果表明,木结构建筑能耗与碳排放比混凝土结构建筑和钢结构建筑低,木结构建筑具有碳储存功能以及木结构废弃物燃烧具有化石能源的替代效应,在建筑施工现场混凝土结构比钢结构消耗更多的能源,在同等边界条件下混凝土结构建筑比钢结构建筑有更低的隐含能与隐含碳,若考虑钢材回收则两者的能耗与碳排放相当.这些研究成果可为国内不同结构建筑能耗与碳排放的研究提供借鉴和参考.     

浅淡木结构建筑存在的问题及解决办法

中国的传统建筑是以本结构为主，这种建筑形式蕴含了我国传统建筑文化的精髓。木结构更易于与传统环境相融合．易于传递传统文化和地域信息．然而，传统木结构使用的天然木材存在很多缺陷，在强调环保和可持续发展的今天，对木结构进行研究，拓展其应用范畴，不论是对于传统建筑文化的继承和发展，还是对我国现代建筑技术的丰富，部具有极其重要的意义。     

古建筑木结构地震损伤分析及抗侧刚度识别

为研究地震作用下古建筑木结构层间抗侧能力损伤和识别,根据缩尺比为1∶3.52殿堂式古建筑木结构振动台试验,分析不同地震损伤下模型层间等效抗侧刚度、侧移响应及侧移对刚度损伤的敏感性.在考虑柱脚滑移的结构简化力学模型基础上,推导模型的状态方程和观测方程.考虑试验环境噪声干扰,利用奇异值分解偏最小二乘(PLS-SVD)和扩展卡尔曼滤波(EKF)方法定量识别模型等效抗侧刚度.结果表明,随着地震损伤增加,结构层间等效抗侧刚度比减小、侧移峰值对柱架层结构损伤较乳层敏感.无损工况下结构等效抗侧刚度识别误差在10%左右;损伤工况下结构等效抗侧刚度识别误差为15%～20%.通过明代古建筑木结构西安钟楼等效抗侧刚度在线识别,验证了PLS-SVD和EKF方法可为古建筑木结构等效抗侧能力监测和震前抗倒塌预警提供理论依据.     

高大模板支撑系垮塌原因分析及预防措施

近年来,现浇结构模板支撑体系坍塌多处出现,其中高大支模体系的垮塌更是屡见不鲜,该文从以下6个方面分析了高大模板支撑体系垮塌的原因,并提出了有针对性的预防措施.     

基于ABAQUS的冲击荷载作用下钢柱瞬态响应的有限元数值模拟

通过通用有限元程序ABAQUS对完好钢柱的动力响应进行数值模拟,分析响应过程中轴力和弯矩的变化规律,并结合塑性耗能特点,研究试件垮塌前后所产生的塑性铰的变化与移动规律.研究结果表明:试件受到冲击的瞬间,其轴力和弯矩同时起作用,且随时间的增加,轴力在滑动端所起作用越来越大,最终滑动端的移动完全由轴力主导响应;沿柱子高度方向上,单一或几个截面形成塑性铰是结构垮塌的必要条件;试件存在速度敏感区,在试件滑动端,预加轴力的钢柱试件受冲击作用时,其发生垮塌的临界速度随着预加轴力的提高而逐渐减小.     

深井采场大规模垮塌三维探测及可视化计算

运用空区激光探测系统(CMS)和大型矿床三维软件Surpac等数字化工具,结合冬瓜山铜矿深井采场垮塌区实际,研究一种新颖的大规模采场垮塌区综合信息可视化计算方法。采用CMS对采场垮塌区进行三维探测,获取垮塌区相关信息,并以垮塌区实测数据为基础,运用Surpac构建起垮塌区三维可视化模型,准确获取采场垮塌区三维形态和实际边界;运用采场设计资料建立采场底部结构、回采设计单元及矿堆三维模型,通过模型间的布尔运算,准确计算垮塌区体积、顶板暴露面积及存留矿量等综合信息。研究结果表明:采用该方法可有效地实现大规模采场垮塌区综合信息的可视化计算;计算获得的采场垮塌区信息可靠,为矿山准确掌握垮塌区现状,制定治理及回收垮塌区周围矿体方案提供重要的依据。     

应该认真查找“豆腐渣”工程设计上的错误

为了探讨綦江虹桥垮塌的原因,通过对现有结构计算分析程序功能的分析,论述了对压弯杆件最不利受力状态分析时的遗漏和针对压弯杆件强度及稳定验算方法中存在的错误；质疑是否存在哑铃形或圆端矩形断面的拱肋抗弯截面模数的计算方法，指出了钢管混凝土拱桥存在诸多不安全因素；建议设计工程师放弃片面追求新、奇的设计思想,转变为注重安全、耐用、适用来设计和建造百年之内决不会垮塌的工程。     

考虑长期腐蚀影响的古建木结构极限寿命预测

针对长期环境腐蚀对古木结构的性能和损伤程度的影响,基于蒙特卡洛方法结合Gerhards/Weibull模型提出了古建筑木结构关键构件的承载力/变形值极限寿命预测方法.首先研究了腐朽、虫蛀等腐蚀环境对构件的截面尺寸和强度的影响,分别在承载能力和正常使用极限状态下建立构件的承载力/变形值的时变模型;其次利用蒙特卡洛方法,考虑构件尺寸、强度、荷载等随机参数对木结构关键构件的影响,给出具有一定可靠度的极限寿命预测方法与置信区间,并对结构做出相应的决策判断.最后以某历史文化民居选取的单榀框架来验证所提方法的有效性.结果表明:在长期腐蚀条件下,构件抗力随时间减小,变形值随时间增大,对两者变化规律进行时变分析是评估的关键;Gerhards和Weibull模型结合蒙特卡洛方法可以较好地对木结构梁、柱关键构件的极限寿命进行预测;综合考虑承载力和变形值能够更真实地反映结构的极限寿命.