考虑非结构构件的木结构古建筑抗震性能研究综述

木结构古建筑是我国文物建筑的主体,它以木材为主要承重构件,具有深厚的历史文化价值。本文根据已有研究,从结构试验、数值模拟、抗震性能评估方法 3个方面,总结了含有隔墙、隔扇、雀替等非结构构件的古木建筑抗震性能研究现状。研究表明,非结构构件可以限制榫卯节点拔榫,改善节点受力,不同程度提高结构的强度、刚度和耗能能力,降低了结构在地震作用下坍塌的概率。最后结合我国木结构古建筑的研究现状以及与其他国家的研究差异,给出了未来木结构古建筑抗震性能的可能研究方向。

基于改进物元可拓模型的木结构古建筑地震风险评估

为准确预测木结构古建筑在地震下的风险等级,结合地震破坏特点和木结构古建筑结构特性,选取致灾因子危险性、孕灾环境敏感性、承灾体脆弱性为特征的22项评估指标,利用改进物元可拓模型建立了木结构古建筑地震风险评估模型。该模型以贴近度代替关联度,提高了评估结果的准确性。运用该模型对某木结构古建筑在不同地震动水平下的地震风险进行评估。结果表明,该木结构古建筑在遭遇地震动峰值加速度为0.05g、0.10g和0.20g的地震作用时,为中等风险;当遭遇到0.40g的地震作用时变为较高风险。

木结构古建筑常见虫害特征及防治方法

古建筑中的木结构含有多糖、淀粉等营养物质,成为多种昆虫的食物来源。研究过程分析了白蚁、蠹虫、天牛以及木蜂对木结构的危害方式,归纳出虫害的主要特征,在这一基础上进一步提出虫害防治策略。预防性措施为涂抹防腐防虫药剂、清除建筑环境内的害虫巢穴,对已经出现的虫害,可利用熏蒸法、辐照法、低氧杀虫法、化学防治法进行处理。

木结构古建筑保护与修复研究——以龙胜寨干栏民居建筑为例

古建筑是城市重要的文化标识,木结构古建筑的保护与修复是保护城市建筑文化的重要手段。从古建筑保护与修复的理论出发,分析木结构古建筑保护与修复的意义、原则和存在的问题,研究木结构古建筑的保护措施和对保护与修复的方法进行改进,为广西龙胜寨干栏民居建筑的保护与修复提供参考。

木结构古建筑中的饰面型防火涂料研究进展与趋势

基于木结构古建筑的构造特点,分析其火灾隐患和火灾特点,在总结饰面型防火涂料的组成和分类的基础上,梳理了用于木材防火处理的饰面型防火涂料的阻燃机理。从抑烟阻燃、炭化深度、轴压性能以及耐火极限等角度,重点分析了新型透明饰面型防火涂料的研究进展,并对未来饰面型防火涂料的研究方向和发展趋势作了展望。

木结构古建筑斗栱结构层抗震性能试验研究

为研究多攒斗栱组成的斗栱结构层在地震动中的抗侧移以及耗能能力,对2个缩尺试件进行水平低周反复荷载的拟静力试验,得到相应的滞回曲线以及骨架曲线,进而得出其位移延性系数、抗侧移刚度以及等效黏滞阻尼系数等指标。研究结果表明:斗栱层在横向与纵向受荷工况下均表现出良好的塑性变形能力;横向与纵向受荷工况下的抗侧移刚度随水平往复加载位移的增大而逐渐衰减退化,用指数函数式可较好拟合其衰减规律;等效黏滞阻尼系数h e随着加载位移的增加而逐渐增大。h e值以及累积滞回耗能E h的值较大,说明斗栱结构层耗能能力较好。研究结果可为西安城墙永宁门箭楼复建及其相类似结构的抗震性能评估提供理论依据。

全国木结构古建筑木蜂危害风险区域划分

【目的】根据木蜂种类、分布、筑巢特性和危害程度,对全国木结构古建筑木蜂危害风险区域进行初步划分,为木结构古建筑预防性保护方案制定提供依据。【方法】查阅文献和馆藏木蜂标本信息,汇总不同种类木蜂的分布,分析木蜂筑巢特性及对木结构的危害程度;勘查各省木结构古建筑危害发生程度,记载木蜂对木结构古建筑的危害情况,综合比较后进行全国木结构古建筑木蜂危害风险区域划分。【结果】黑龙江地区无木蜂分布,内蒙古、青海、新疆、宁夏和陇东以外的甘肃仅有突眼木蜂分布,这些地区木结构古建筑未发现木蜂危害。西藏、河南、山西、山东、辽宁、吉林和甘肃陇东地区仅发现1种木蜂——黄胸木蜂。湖北、陕西、四川、河北、安徽和江苏发现有2种木蜂分布。实地勘察结果显示,河南、山西、四川、江苏和安徽均发现有木蜂轻度危害(危害程度1级);云南、贵州、湖南、江西、广东、广西、福建、浙江和海南木蜂危害发生比较严重(危害程度2级或2级以上),危害木构件的木蜂往往有3种以上。【结论】将无木蜂分布的黑龙江以及仅有突眼木蜂分布的内蒙古、青海、新疆、宁夏和陇东以外的甘肃划分为木蜂危害低风险区域(代号CB1);木结构古建筑危害发生程度较轻或暂未发现危害,但有1种或2种木蜂分布的地区划分为木蜂危害中风险区域(代号CB2);危害木构件的木蜂有3种以上且危害发生程度较重的云南、贵州、湖南、江西、广东、广西、福建、浙江和海南划分为木蜂危害高风险区域(代号CB3)。

基于多地震动强度参数的中国多层木结构古建筑地震易损性研究

为充分评估地震动特性对中国多层木结构古建筑易损性的影响,以西安城墙永宁门箭楼振动台试验模型为基础,通过ANSYS软件建立箭楼结构的有限元分析模型。以100条实际地震动作为地震输入,对有限元模型进行大量非线性动力时程分析并求出相应的最大层间位移角θmax;以峰值加速度PGA、震级M和震中距R为地震动强度参数,利用MATLAB软件对θmax、PGA、M和R进行回归拟合,求出PGA和M、PGA和R组合情况下的结构的地震易损性曲面,并与仅考虑PGA参数的易损性曲线进行对比分析。结果表明:当震级大于7级或震中距小于10km时,仅考虑一个地震动强度参数的地震易损性曲线会降低中国木结构古建筑超越其各个破坏阶段的概率。

中国木结构古建筑抗震性能的研究

以殿堂式木结构为研究对象,通过理论分析和数值模拟推导出了榫卯节点和铺作层之间的半刚性单元的刚度矩阵,即采用组合式弹簧单元模拟柱脚与础石、榫卯节点和铺作层之间的连接单元,给出了动力方程,并通过对《营造法式》中的殿堂和厅堂模型结构的分析,求解出了结构各个层面的地震动力放大系数,为木结构古建筑的保护、维修和加固提供理论依据和技术参考,对现代建筑结构抗震研究也具有借鉴意义。

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.

木结构古建筑地震灾害风险评估

针对木结构古建筑的典型代表——西安钟楼,以PGA为地震动强度指标,层间位移角为结构响应指标,结合木结构抗震能力建立了该结构的易损性曲线;再根据木结构古建筑所在场地的地震危险性,结合古建筑地震损失相关研究,为木结构古建筑地震风险评估提出了一种特定的方法。

木结构古建筑的结构与保护研究：第九届全国结构工程学术会议特邀 …

中国古建筑是中华文明的重要组成部分，是合人类宝贵的文化遗产。其中最具中国特色、数量最多的当属木结构古建筑。随着时间的延续，对这些价值连城、失而不可复得的历史文物的保护日益迫切。本文研究木结构古建筑的结构特性，为维修保护提供依据。首先介绍了中国木结构古建筑的特点和西安北门箭楼的基本情况，对西安北门箭楼基础沉降进行连续观测、对结构的破损情况进行详细调查。其次。

水平地震作用下大式带斗栱木结构古建筑的抗倒塌性能分析

基于根据宋代《营造法式》制作的某单层单开间殿堂式木结构振动台模型,建立了考虑柱础滑移隔震、榫卯半刚性连接及斗栱减震性能的空间杆系有限元模型。通过模型的数值计算值与振动台实测数据之间的对比分析,验证了建模方法的正确性。提出了柱脚滑移倒塌的相对位移判定准则及柱架层间倒塌的最大层间位移角判定准则,并采用增量动力分析(IDA)方法对这两种倒塌机制进行研究。结果表明:木结构古建筑在普通地震波作用下不易出现柱脚滑移倒塌;层间倒塌为长周期地震波作用下最易出现的倒塌机制;相对于普通地震波而言,木结构古建筑受长周期地震波作用的影响更大。

基于多级可拓的砖木结构古建筑安全性评价

为了科学合理地对砖木结构古建筑的安全性进行评价,针对砖木结构古建筑评价内容的综合性和结构构造的复杂性提出了基于多级可拓理论的安全性评价方法。在物元可拓理论的基础上,建立包含地基基础、上部承重结构及围护结构等3个方面的砖木结构古建筑安全评价体系。运用层次分析法确定各级评价指标的权重,在此基础上通过多级可拓评价法分别对3个层次的评价指标进行多级评价。并将此评价模型应用到广福寺安全性评价中,以此来验证该模型的科学性与合理性。

残损对木结构古建筑的影响及加固方法

作为我国重要文物木结构古建筑普遍存在残损问题,研究残损对木结构古建筑力学性能的影响将为木结构古建筑的安全评价提供重要依据,根据现场应力波检测结果和已有研究成果,分析木结构开裂、糟朽、梁柱脱榫和木结构架歪闪等残损对木结构古建筑力学性能的影响并有针对性地提出相应的加固方法,最后对未来的相关研究提出几点看法。

木结构古建筑抗震性能参数分析

不同构造形式及其参数取值对木结构古建筑的动力特性及抗震性能有直接影响,因此研究参数变化对结构动力性能的影响规律,对于木结构古建筑的修缮与加固保护具有重要的指导意义。基于宋代《营造法式》制作了某单层单开间殿堂式木结构模型,建立了考虑柱础滑移隔震、榫卯半刚性连接及斗栱减震性能的空间杆系有限元模型,并与单向水平地震激励下的振动台试验进行了对比;通过参数分析探索了木结构斗栱、榫卯及屋盖等不同构造方式及相应结构参数取值的改变对其抗震性能的影响。结果表明:随着斗栱刚度的增大,整体结构的自振频率收敛于上限2.08 Hz,且其耗能减震作用逐渐变弱;随着榫卯节点的刚度逐渐变大,整体结构的自振频率收敛于上限3.26 Hz,柱脚的滑移量会随之增大而柱架侧移却随之减小,而榫卯节点刚度的减小在减少柱脚滑移量的同时会使得柱架的侧移变形大大增加,榫卯节点的刚度变化对结构自振频率的影响程度大于斗栱刚度;屋盖质量的增加会降低结构的自振频率,增大斗栱的水平变形,提高整体结构的抗震能力。

基于灰色白化权函数聚类法的木结构古建筑安全性评估

为了评价木结构古建筑的安全性等级,提出了一种基于灰色白化权函数聚类法的木结构古建筑安全性评估方法.运用此方法分析了灵水村114号院南房的安全性,首先运用层次分析方法(AHP)确定各指标子因素的权重,再采用灰色白化权函数聚类法进行聚类分析,按灰色聚类系数最大值原则确定结构的安全性等级及隶属度.结果表明:利用灰色白化权函数聚类法得到的木结构古建筑安全性等级与检测结果相同.

多层木结构古建筑榫卯节点拼装技术研究

在木结构古建筑中,建筑的损坏多数由榫卯节点的破坏而引起的,因此木构件之间的相互结合至关重要。传统的施工方法是先确定节点方式再进行拼装施工,以致不同的节点构造给施工带来了困难。大悲阁工程并没有一味的追求传统,而是根据该工程构造,先确定拼装汇榫的施工流程,再根据不同构件的受力要求,选择相应的榫卯结构并结合现代结构技术和工艺,这样既方便施工,又能提高构件的承载能力和整个木结构体系的稳定性。

基于Gaussian Copula的木结构古建筑多准则地震易损性分析

为了解决木结构古建筑不同失效模式之间相关性的问题,基于Copula函数提出考虑结构不同失效模式之间相关性的木结构古建筑地震易损性分析方法.以一座中国明代古建筑为研究对象,首先,根据该建筑的结构特性和相关历史震害资料,选取层间位移角和榫卯节点转角作为地震需求参数.运用Ansys对其进行增量动力分析,建立结构在不同失效模式下的地震易损性曲线.其次,通过建立样本数据的二维频率直方图来选取适宜的Copula函数,进而获得考虑不同失效模式相关性的综合易损性曲线.再次,运用一阶界限法建立结构的易损性曲线.结果表明:基于Copula函数得到的结构易损性大于任何一个失效模式下的结构易损性;其计算结果,小于一阶界限法的上界,略大于一阶界限法的下界.

中国木结构古建筑保护方法刍议

中国木结构古建筑以其独特的气质与面貌在世界建筑史中独树一帜。然而,由于管理、资金、技术等方面的原因,对它的保护和修复现状令人担忧。本文综合分析了中国木结构古建筑保护现状及其原因,并借鉴国际先进的保护方法及经验,提出适合中国国情的古建筑系统保护方法:即宏观保护方法与微观保护方法。