典型古建筑保护中的基础性问题研究

讨论了古建筑修缮原则中有关其结构方面的问题。整理1:100应县木塔比例模型风洞试验,得到木塔开窗和闭窗两种状态的风压体型系数;分析了木塔院区塔基土的工程物理性质和力学性质;得出了木塔的基础结构状况。云冈石窟存在多种病害,但最主要包括水害、裂隙发育和岩体崩塌、风化、环境污染,对这些病害的防治与治理方法是此类文物建筑的长期重点研究与实施内容。平遥古城墙为土筑墙体,年代久远,自然、人为损伤不断,坍塌时有发生,计算分析了几类典型损伤导致的墙体破坏特点。     

足尺宋式摇摆木构架恢复性拟静力试验研究

摇摆木构架是中国传统木结构的主要承载体系。对足尺单跨木构架模型施加3级竖向荷载进行拟静力试验,观察试验时木构架的位移和变形特点,得到木构架在低周水平循环加载下的滞回曲线和骨架曲线,探究其在不同竖向荷载和低周水平循环加载下的结构特性。加载过程中,木柱刚体转动行为明显、柱架层变形集中,卸载阶段木构架能自主回到初始位置。试验结果表明：各级滞回环狭长且重叠,结构构件呈现出刚体运动的特征,结构整体具有一定位移恢复能力;残余位移介于0.28~2.53 mm间,两组位移恢复系数均大于87.1%,随控制位移的增加未出现显著降低,木构架的位移恢复能力良好;初始刚度在控制位移超过屈服位移后趋于稳定;柱架层变形是斗拱层变形的2.95~86.47倍,层间位移集中系数介于1.22~2.03间,且随控制位移的增加先增后降。     

用于较大水平位移测量的电阻应变式位移传感器

针对目前位移传感器很难直接测得木结构或木构件在转动中产生较大绝对水平位移的问题,研制了量程为±500 mm的电阻应变式位移传感器(WD位移传感器),应用正交试验法分析WD位移传感器的影响因素,并对其进行设计与制作,拟合了传感器在不同量程下应变位移的分段函数关系,通过计算得出了WD位移传感器的6种静态参数指标。试验结果表明,WD位移传感器克服了传统电阻应变式位移传感器量程小的问题,解决了木结构或木构件发生非直线运动很难直接测得绝对水平位移的问题,且各静态参数指标良好。     

网架结构施工跟踪测试分析

进行了两个螺栓球节点网架结构在不同施工阶段的挠度和杆件应变测试。将挠度测试结果分解,非荷载直接作用下引起的挠度变化明显,主要反映了构件几何尺寸的加工精度对挠度的贡献;荷载标准值直接作用下的测试挠度值与设计值的差异,明显地表示构件之间的连接状况对挠度的影响,表明施工过程中的挠度限值应分解区别对待。应变测试与分析结果表明杆件的应力在平均水平上设计值与测试值相当,但一些杆件内力性质发生变化,且弯矩普遍存在。不同施工阶段的数值计算表明,结构变形和杆件内力均随施工过程而变,一些杆件甚至可能屈服。施工阶段的验算十分必要。在设计中分区考虑螺栓球节点网架杆件弯矩的平均水平,对杆件内力进行平均水平上的调整是可行的。     

高层古建筑木结构--应县木塔现状结构评价

位于山西省应县、建于公元 10 5 6年、高度为 65 86m的应县木塔 ,由于材料受化学、物理、生物等的侵蚀 ,结构受地震、大风、竖向载荷及人为损坏等 ,面临修缮与加固。对其结构的详细评价成为修缮加固的基础。(1)根据实测结果分析了木塔构件及整体变形 ,对残损严重的二层平坐层变形进行了详细讨论。 (2 )以变形、残损和构件承载能力为依据对各类构件进行了可靠性等级划分 ,分析了其分布特征及构件和整体的残损状态。 (3 )根据应县木塔 1 10模型拟动力试验结果 ,得到结构非线性恢复力曲线 ,利用能量等效原则分析了木塔弹塑性地震反应 ,划分并标定了木结构地震损坏等级和参数 ,评价了木塔在不同地震烈度下的损伤程度     

足尺带斗拱木结构水平滞回性能试验研究

在不同竖向荷载下对七等材、八等材足尺模型进行水平拟静力试验,分析滞回曲线、骨架曲线、变形及刚度变化规律.结果表明：木构架的变形主要表现为摇摆柱的转动、摩擦滑移及如嵌压等的塑性变形,并由此导致刚度的退化,而构件间的约束力则延缓了刚度退化的速率;在水平往复侧移中,木构架体现出良好的变形能力和自复位能力;竖向荷载的增加提高了极限承载能力,且与弹性段、屈服点的最大荷载和刚度均呈正线性关系.相对于七等材模型,八等材模型的滞回耗能和延性较高,但极限承载力较低,刚度退化更快;木构架的滞回性能与模型比例的关系与竖向荷载的区域有关.