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。

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.

基于PTVA模型的木结构古建筑台风灾害脆弱性评估方法研究

木结构古建筑是我国文化遗产中的重要组成部分,但在历年风灾中损害较为严重。论文针对木结构古建筑台风灾害防范要求,通过梳理木结构古建筑台风灾害影响因子,构建木结构古建筑台风灾害脆弱性评估指标体系,并基于PTVA模型构建木结构古建筑台风灾害脆弱性评估方法。以宏琳厝为例对此评估方法进行验证,结果表明:采用该方法对宏琳厝的脆弱性评估结果与“尼伯特”台风下的实际破坏情况基本一致,说明本评估方法是合理可行的,可为我国木结构古建筑台风灾害风险评估提供支撑。

基于模糊层次分析法的木结构古建筑安全评价

为准确地对木结构古建筑进行安全现状评价,考虑到木结构古建筑的结构复杂性,本文提出一种基于模糊层次分析法的木结构古建筑评价方法。利用该方法对故宫博物院景福宫进行检测和评价。结果表明:利用层次分析法对木结构古建筑进行安全性评价简单可行,与传统的评级法相比,该方法可考虑不同构件对结构安全性的贡献程度以及不同属性对同一构件安全性的贡献程度,提高了木结构古建筑安全评价的准确性和可靠性。

基于改进AHP-SPA的古建筑地震风险研究

地震灾害是不可移动文物的主要威胁之一,为全面快速地掌握不可移动文物地震风险,文章从危险性、敏感性、脆弱性和价值4个方面选取12个指标构建风险评价体系,结合改进集对分析法(set-pair analysis,SPA)对评价指标间同、异、反的联系作用进行分析,构建改进AHP-SPA地震风险评估模型。以5·12汶川大地震为例,选取25处古建筑文物保护单位,评估地震灾害风险,评估结果与实际震害对比分析。结果表明,研究区范围内古建筑风险水平整体较高,主要受较高地震烈度影响;与实际震害相比,19处文物保护单位评估结果与实际震害处于同一水平,模型可信度较高。通过风险评估与结果分析,可以快速准确了解古建筑地震风险情况,为文物保护和规划决策提供依据。

残损古建筑木结构力学性能相关研究进展与展望

古建筑木结构具有极其宝贵的历史文化价值、艺术价值和科学研究价值,但在环境侵蚀、人为损坏以及自然灾害等影响下,其材料、构造与结构等方面都会产生不同程度的损伤,对结构的承载能力、稳定性以及安全性造成不利影响。结合古建筑木结构残损与破坏特点,总结了近年来国内外对木材性能,榫卯节点、斗拱节点以及梁、柱等典型构件残损,以及整体结构抗震性能等方面的理论、试验与数值模拟等研究现状,重点分析了残损对古建筑木结构承载能力和抗震性能的影响,在此基础上探讨了基于残损的古建筑木结构力学性能研究发展趋势并进行展望,以期为木结构古建筑的预防性保护未来研究课题提供参考。

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.

考虑地震损伤和柱脚残损的古建筑木结构抗震性能试验研究

为研究地震损伤和柱脚残损对古建筑木结构抗震性能的影响,参照清工部《工程做法则例》制作了3组缩尺比为1∶2的硬山式小式(无斗拱)木结构模型。试件分为是否遭受地震损伤、是否存在柱脚残损以及无地震损伤和柱脚残损的完好木构架的对比试件。设计了单点转两点适宜空间木结构的加载装置,通过拟静力试验分析了木构架的破坏模式、荷载位移关系、榫卯节点的破坏形态、变形能力等。结果表明:木构架滞回曲线表现出明显的捏缩滑移特性,榫卯连接呈现半刚性特征。地震损伤降低木构架水平承载力及刚度较为明显,结构变形量有明显增加;柱脚残损虽在一定程度上降低了结构刚度,但影响较小,且对结构变形能力无明显影响。

基于GIS空间分析的城市抗震韧性评估方法研究

“韧性城乡”是《国家地震科技创新工程》四大计划之一,合理可靠的城市抗震韧性评估模型是开展地震安全韧性城市建设的前提。文章基于空间韧性提出了城市空间抗震韧性的理念。在明确韧性目标和特征并构建最不利灾害场景的基础上,以城市二级防灾分区为评估对象,从健壮性、适应性、恢复性三个维度建立了城市空间抗震韧性评估指标体系。

唐五代建筑材等与平面主要尺度特征关联性研究

本文搜集宋《营造法式》之前唐五代木构建筑遗存中的典型实例,研究材等与平面各主要尺度特征的关联性。探究建筑材等与建筑当心间、步架均值、外檐出跳均值等平面主要尺度的相关性,初步推论:唐五代木构建筑中,建筑的材等等级与当心间,有成正比的趋势。材等与步架比值在8.85~16.94的范围内,材等与外檐出跳比值在2.03~3.75的区域范围。为古建筑营造尺度规律的研究提供一定的参考。

多源异构数据环境下不可移动文物灾害风险图构建方法研究

为在多尺度、多层级展示不可移动文物灾害风险评估结果,提供一种多源异构数据环境下不可移动文物风险管理的工具,采用概念推演、实证研究方法,基于灾害风险表达和“数据-服务-应用”的多层次框架,提出包含多维度模型、要素转换模式和数据集成量化规则的不可移动文物灾害风险图构建方法。其中,多维度模型关联了尺度、粒度和风险要素(致灾因子、承灾体、孕灾环境)3个维度,要素转换模式给出了空间尺度变换、粒度缩放的方法,数据集成量化规则包括直接量化、组合量化及空间映射3种风险指标量化方式。以山西省、孝义市2个不同空间尺度为例,构建了古建筑-地震灾害风险图,可以直观展示风险程度与空间分布及其专题评估结果,为不可移动文物预防性保护策略制定提供参考。

古建筑槛窗木构架抗震性能及损伤等级评价

为了研究木结构古建筑带内部填充木框架的抗震性能和价值损伤规律,选取清式木结构古建筑中广泛应用的槛窗木构架为研究对象,制作了缩尺比例为1∶2的试验模型进行低周往复试验,分析了槛窗木构架的荷载位移滞回曲线、骨架曲线、刚度退化规律和耗能能力。试验结果表明:槛窗木构架滞回曲线有明显的“捏缩效应”,随着加载位移的增大和加载循环次数的增多,这种效应就越明显;试验过程中墙体首先发生破坏,而后随着加载的进行,墙体逐渐加剧破坏,木构件出现拔榫、棂条劈裂等破坏。墙体对木构架的刚度影响较大。结合槛窗木构架可能存在的价值点,提出基于价值的损伤评价指标,为古建筑的修复、加固和价值损伤评估提供参考。

石窟寺地震灾害风险评估方法研究——以云冈石窟为例

地震灾害对文化遗产的影响极大,为预见地震灾害对石窟寺的影响,从致灾因子、孕灾环境、承灾体、防灾减灾能力等4方面构建了石窟寺地震灾害风险评估模型,确定了地震动峰值加速度、场地类别等23个因子组成评估指标体系,并以云冈石窟为例进行评估。结果表明:云冈石窟中有44%的洞窟地震风险较高,主要集中于西部窟区,整体上呈现西高东低的趋势,与实际结果较为符合,说明石窟寺地震灾害风险评估模型可以对石窟寺地震灾害风险进行定量风险评估,为石寺预防性保护及加强防震减灾管理提供科学依据。

基于开放展示的王府建筑保护利用策略探讨——以北京孚王府为例

在快速发展的城市化进程中,由于缺乏资金保障及历史遗留问题,北京现存王府建筑普遍面临着保护方式不合理、权属关系不明确、价值展示不充分等问题。为了促进王府建筑的保护、展示及其价值内涵的阐释,文章以孚王府为例,在调研分析的基础上,针对其保护利用方面存在的现状问题,提出清理私搭乱建、明确文物权属、促进开放展示、多元展示模式的策略,探讨其未来以开放展示为主的保护利用途径。

英国登录建筑保护制度与中国建筑遗产保护制度比较分析

为了更好地保护和利用我国的建筑遗产,在分析英国和中国建筑遗产保护制度发展历程的基础上,比较了二者在建筑遗产申报与确定程序、等级划分与评价标准以及改造与再利用要求等方面的不同,由此,提出了借鉴英国登录建筑保护制度、完善我国建筑遗产保护制度的几点建议。

居住型口袋公园的边界问题及其设计策略探究——以首都功能核心区为例

首都功能核心区的口袋公园项目是城市更新背景下对消极街景空间的优化与再利用工作,也是城市精细化治理的典型空间载体。通过实证调研,客观揭示“边界”要素在居住型口袋公园项目的实际使用中存在的具体问题,并分别从回应外部环境、优化道路组织、增强入口便利和保障边界开敞四个方面提出相应的优化设计策略,为居住型口袋公园的合理建设提供可行的设计参考。

基于人性化视角下历史街区公共空间改造发展研究

历史街区有着悠久的文化历史以及独具特色的城市肌理,是我国重要的历史文化遗产之一。随着城市化的快速发展,越来越多的历史街区受到了破坏。而现代化意识的加强,人与人之间的交流需求增多,人们开始更加注重公共空间的重要性。文章以历史街区公共空间为研究对象,基于人性化视角下,考虑人的行为心理特征,探讨了历史街区公共空间的改造及发展研究,以期为未来的历史街区公共空间改造提供有价值的研究成果。

北京市历史文化街区腾退式更新模式探析

历史文化街区的保护与更新一直是我国城市更新的重要课题。我国历史文化街区在经历大拆大建的更新模式后,逐渐转向以维系历史文脉、留住真正历史文化为导向的发展。历史文化街区的保护更新重在保护,保护建筑肌理的同时更需维系片区的生活方式,突出多重历史价值。更新进程不仅需注重硬件设施的提质,更需考虑其社会结构、情感依恋等人文方面,使历史文化街区可持续发展。

扁钢加固半榫、透榫及燕尾榫抗震性能试验研究

为了解决木结构古建筑榫卯节点老化抗震能力下降的问题,以木结构古建筑加固的无损性和可逆性为原则,以保留榫卯节点半刚性特点为出发点,以是否设置活动槽和加固件是否与柱螺钉连接为区分,设计了4种不同形式的扁钢加固装置,并将其应用在半榫、透榫和燕尾榫节点.以宋《营造法式》中大木作二等材为原型,按照缩尺比例为1:3.52制作了3组试验模型,其中半榫、透榫和燕尾榫节点各4个.进行试验的节点均为反复加载过的有损节点,通过静力推复试验,对比榫卯节点加固前后的破坏状态、荷载-位移滞回曲线、骨架曲线、刚度退化和耗能能力等抗震性能参数.试验结果表明:榫卯节点加固前后滞回曲线都有明显的"捏缩效应",榫卯节点间存在摩擦滑移,加固后的节点依然具有半刚性的特点;加固前后的榫卯节点的阶段耗能和累积耗能随水平位移荷载的增大呈抛物线式增长;4种加固装置对榫卯节点的刚度、峰值荷载和耗能能力都有提高作用,带螺钉加固装置的加固效果最为明显,提高加固件与木构件之间的有效连接可以提高榫卯节点的抗震性能;提出改进和进一步提高4种加固装置加固效果的建议.