既有古建木构件纠偏加固方法探讨

古建筑木构件的纠偏加固工作势在必行。文章介绍了古建木构件纠偏加固方法的研究现状、施工过程应遵循的原则及注意事项,叙述了几种适用于纠偏加固的技术方案,并以苏州玄妙观三清殿抢修工程为例,阐述了纠偏加固方法在实际工程中的应用。随着科学研究的不断进步,新的施工工艺、新材料将更经济有效地为古建木构保护工作服务。

带裂缝的木梁框架结构动力特性研究

为研究开裂木梁对整体结构动力特性影响,文中建立了四梁(均为完好木梁)四柱的一榀木结构框架,在验证文中建模方式可靠性的基础上,建立带有不同裂缝深度的木梁框架有限元模型,并与带有完好木梁框架进行模态与位移、加速度地震响应对比。结果表明随木梁裂缝深度的增加,结构自振频率逐渐变小,自振周期延长。带有完好木梁与开裂木梁的框架在受地震激励时,结构位移响应都表现出自柱中到梁端逐渐变大的规律,加速度响应均呈现出自柱中到梁端逐渐变小。带有开裂木梁框架的位移与加速度响应均大于带有完好木梁框架的位移与加速度响应。随木梁裂缝深度增加,结构的位移与加速度响应均逐渐变大。通过研究,以期引起学者对开裂木梁动力特性的关注,并对开裂木梁进行加固相关研究提供参考。

CFRP加固古建筑榫卯节点振动台试验

为保护古建筑,采用振动台试验方法,研究碳纤维增强塑料(CFRP)加固古建筑榫卯节点的抗震性能。基于某古建筑的实际尺寸,制作了1∶8缩尺比例的古建筑木结构空间框架模型,并考虑榫卯连接为燕尾榫形式,进行了振动台试验。通过白噪声激励,获得了构架的基频及阻尼比;通过输入不同峰值的El-Centro波,获得了构架的动力放大系数、典型节点的位移及加速度响应特征。结果表明:CFRP加固榫卯节点后,构架基频增大,阻尼比减小;在地震波作用下,加固后的构架具有更小的位移及加速度响应,且随着地震波峰值增大,减震效果越明显;此外,在地震波作用较强时,加固构架的动力放大系数明显小于未加固构架的;因此,CFRP加固古建筑榫卯节点具有较好的减震效果。

位移放大型转动摩擦阻尼器增强榫卯节点抗震性能试验研究

古建木构中的榫卯节点属于典型的弱连接,地震作用时常常早于构件产生损坏,是预防性加固的关键节点。为提升榫卯节点的抗震性能,提出并设计了一种位移放大型转动摩擦阻尼器。通过对1组未设置阻尼器和3组设置阻尼器的足尺单向直榫节点进行了拟静力试验,得到并对比分析了加固和未加固节点的破坏状态、弯矩-转角关系、骨架曲线、强度退化曲线、刚度退化曲线以及耗能能力,分析了阻尼器的位移放大效应和拔榫抑制能力。结果表明:相对于未加固节点,设置摩擦型阻尼器节点的抗弯承载力最高提升了2.3倍;摩擦阻尼器具有显著的位移放大作用,其最大转动角度为榫卯节点转角的4.5倍;在不显著提升节点刚度的同时大幅度提高了榫卯节点的滞回耗能能力,且提高程度随螺栓预拉应变的增大而增大,最大可提升3.9倍;所研发阻尼器可有效抑制节点拔榫量,且抑制作用随螺栓预拉应变的增大而显著提高。研究结果可为古建木构的科学加固提供技术借鉴。

基于测试和评价的古建木梁材性参数估算

木构件材性是研究木构古建保护和修复技术措施的基础。通过对古木构件的外观缺陷检查、含水率检测、微钻阻力检测、采集材料样本等现场测试和实验室试验,对收集的数据进行对比分析,对木构件的缺陷与损伤状况进行综合鉴定、评价分级,估算出古建木梁构件的抗弯强度与弹性模量等材性参数。将相关方法应用于扬州周扶九盐商古宅木构材性参数的估算,得到了较为理想的结果。