基于现代模拟分析技术的传统木结构研究

运用现代模拟分析技术进行传统木结构的保护研究, 具有快速、直观和重现的优势。本文针对传统木结构保护的重点研究内容, 分榫卯节点连接性能模拟、斗栱的构造与力学性能模拟、木构架建筑的建模与分析、应县木塔的建模与分析和木结构数字化与信息技术等五个专题, 介绍了国内外学者应用计算机模拟分析技术的主要成果, 探讨了进一步深化研究的趋势。     

虎丘塔的倾斜控制和加固技术

虎丘塔是中国现存年代最久且倾斜度最大的楼阁式砖塔。 1981年至 1986年 ,中国工程界对这座濒临险境的古塔进行了全面加固修缮 ,采用了“围、灌、盖、调、换”的加固技术 ,以强化地基为主、塔体纠偏为辅 ,基本控制了塔基沉降 ,稳定了塔身倾斜 ,为保护人类文化遗产提供了有益的借鉴。本文依据虎丘塔的原始施工记录和二十多年的监测记录 ,结合现场实测和计算机模拟 ,重点研究和分析了虎丘塔的倾斜原因、加固技术和实施结果。     

应县木塔顶-拉复位工艺模型试验研究

针对应县木塔的变形特征和“不落架修复”的工艺要求，提出了变形木构架内部顶-拉的复位方法，设计了逐次复位、一次整体复位以及超目标复位3种施工方案；以木塔严重变形的柱圈层为对象，通过缩尺模型试验，研究了竖向荷载对柱圈层复位的影响、顶-拉复位力系与柱圈层复位的变化规律以及柱圈层复位后的回弹性能。试验结果表明：榫卯节点间的摩阻性能和构件之间的牵连作用是影响柱圈层复位的重要因素；竖向荷载越大，柱圈层需要的复位力越大，但复位力卸除后柱圈层的回弹量较小；在相同的竖向荷载下，逐次复位对柱圈层的损伤较小，复位力卸除后柱圈层的回弹量也小。     

虎丘塔加固工程的监控和观测技术

虎丘塔是中国现存年代最久且倾斜度最大的楼阁式砖塔。 1981年至 1986年 ,中国工程界对这座濒临险境的古塔进行了全面加固修缮 ,基本控制了塔基沉降 ,稳定了塔身倾斜 ,为保护人类文化遗产提供了有益的借鉴。结构的变形和砌体的裂缝状况是砖塔可靠性的重要表征 ,也是加固修缮工程中施工监测的重要依据 ,本文在收集、整理虎丘塔加固原始施工文件和观测资料的基础上 ,对裂缝和变形的监控观测技术进行了归纳、分析和介绍。     

受损框架抗震能力的分析与鉴定

提出了受损框架结构抗震能力的理论分析和鉴定方法,采用损伤指标D测定构件的残余耗能能力,可较好地描述结构在前期地震中的损伤状况和继续经受新一轮地震后的损伤总积累.     

楼阁式古塔抗震勘查测绘的探讨

一、引言楼阁式古塔在我国古塔中历史最为悠久,体形最为高大,保存数量最多。数百上千年的岁月中,古塔遭遇了种种自然的或人为的损害。对现存古塔进行抗震鉴定和加固,是地震区文物保护的一项重要工作。由于历史上保存下来的古塔建筑图纸等原始资料极少,必须通过勘查测绘为全面、科学的鉴定提供准确的依据。古塔的抗震鉴定包括勘查测绘（法式勘测与残损情况勘测）、动力特性测试、结构抗震能力计算分析等多项工作。本文将结合扬州文峰塔的抗震鉴定,重点探讨楼阁式古塔的勘查测绘方法与技术。二、楼阁式古塔的一般构造和组成楼阁式古塔的…     

应县木塔斗栱模型试验研究

以应县木塔中的代表性斗栱为研究对象,采用实体模型试验方法,确定斗栱传递荷载的机理和抵抗变形的特性,提供适用于构建斗栱简化模型的力学参数。试验研究选取三种典型斗栱：柱头铺作、补间铺作和转角铺作,按照1∶3的比例制作成模型;通过竖向荷载试验,得到斗栱的竖向荷载-竖向变形曲线和材料开裂前的抗压刚度;进行了竖向荷载作用下的水平低周反复荷载试验,得到斗栱在竖向荷载和水平低周反复荷载共同作用下的荷载-水平位移曲线和骨架曲线,确定斗栱侧向变形的特征和耗散能量的能力。研究结果表明：斗栱的竖向抗压刚度取决于沿轴心连接构件的承压面积以及材料的弹性模量,其失效特征主要为栌斗在剪压状态下的竖向劈裂;斗栱在水平反复荷载作用下的失效特征表现为泥道栱薄弱内槽面的水平劈裂,斗栱的抗侧移刚度随着竖向荷载的增加而增加,摩擦剪切耗能是斗栱耗散能量的主要方式。图12表5参11     

砖石古塔动力特性建模方法的研究

建立动力特性分析模型是砖石古塔抗震性能研究的关键性工作。本文通过对现有建模方法的归纳优选，分析了影响建模的主要因素，结合《扬州古塔抗震性能研究与抗震鉴定》课题的研究成果，提出了经典理论、测试数据和计算机模拟相结合的建模方法。     

虎丘塔动力特性的试验研究

结构的动力特性是评价古塔抗震性能和损伤状态的重要指标。结合虎丘塔保护技术的研究,探讨了应用环境随机激振技术测试砖石古塔动力特性的要点、方案和提高测试效率的措施。通过与有限元程序ANSYS分析的结果对比,表明按本测试方案获得的试验结果较为理想,可为同类古塔的测试和研究提供参考。