老化對(duì)古建筑木構(gòu)件受力性能的影響分析.pdf

1、作為我國(guó)建筑史上不可或缺的歷史文化遺產(chǎn)，古建筑木結(jié)構(gòu)具有非常高的藝術(shù)、歷史和文化價(jià)值。但是由于自身材料性質(zhì)的缺陷以及在服役過(guò)程中長(zhǎng)期暴露于自然環(huán)境中，現(xiàn)存古建筑木結(jié)構(gòu)普遍存在老化現(xiàn)象，老化是古建筑木結(jié)構(gòu)或構(gòu)件承載能力下降的重要因素。因此，研究老化對(duì)古建筑木構(gòu)件受力性能的影響對(duì)于保護(hù)以及修繕加固文物建筑有著重要的意義。
　　（1）針對(duì)木梁與木柱構(gòu)件在木結(jié)構(gòu)中的受力特點(diǎn)，采用等效截面方法并結(jié)合國(guó)內(nèi)老化變質(zhì)層厚度經(jīng)驗(yàn)公式分別推導(dǎo)了老化木

2、梁的抗彎承載力退化模型以及老化木柱的抗壓承載力退化模型，并利用上述兩個(gè)模型分別對(duì)某古木結(jié)構(gòu)的木梁與木柱進(jìn)行了承載力退化評(píng)估。此外還研究了老化木材材料強(qiáng)度折減系數(shù)對(duì)構(gòu)件承載力退化曲線的影響規(guī)律。計(jì)算結(jié)果表明：木構(gòu)件老化部分的材料強(qiáng)度折減系數(shù)越大，木構(gòu)件承載力的下降趨勢(shì)越嚴(yán)重，尤其是老化部分完全失去強(qiáng)度的木構(gòu)件的承載能力退化最為顯著，因此在預(yù)測(cè)古建筑木構(gòu)件的剩余抗力時(shí)，準(zhǔn)確確定木構(gòu)件的老化程度顯得非常重要。
　?。?）通過(guò)ABAQUS

3、有限元程序?qū)匣局Ｐ瓦M(jìn)行軸向單調(diào)加載數(shù)值模擬，將模擬結(jié)果與試驗(yàn)實(shí)測(cè)結(jié)果進(jìn)行對(duì)比分析，驗(yàn)證了ABAQUS模擬木柱豎向受力性能的可靠性。在此基礎(chǔ)上，對(duì)老化木柱進(jìn)行參數(shù)變化分析，根據(jù)模擬結(jié)果對(duì)考慮老化影響的木柱構(gòu)件在軸壓荷載作用下的受力性能進(jìn)行分析，并提出考慮老化影響的木柱構(gòu)件抗壓承載力折減系數(shù)的計(jì)算公式。模擬結(jié)果表明：老化對(duì)木柱抗壓承載力的影響與老化均勻度呈線性相關(guān)，與老化深度呈一元二次多項(xiàng)式關(guān)系，并且當(dāng)老化深度越深，且老化均勻度越大，

4、承載力越低。當(dāng)老化深度不大于5mm，老化均勻度不大于0.25時(shí)，老化對(duì)木柱抗壓承載力的影響程度很小，在實(shí)際工程中可以不予考慮。
　?。?）通過(guò) ABAQUS有限元程序?qū)匣玖耗Ｐ瓦M(jìn)行三分點(diǎn)單調(diào)加載數(shù)值模擬，將模擬結(jié)果與試驗(yàn)實(shí)測(cè)結(jié)果進(jìn)行對(duì)比分析，驗(yàn)證了ABAQUS模擬木梁構(gòu)件抗彎性能的可靠性。在此基礎(chǔ)上，對(duì)老化木梁進(jìn)行參數(shù)變化分析，根據(jù)模擬結(jié)果對(duì)考慮老化影響的木梁構(gòu)件在荷載作用下的抗彎性能進(jìn)行分析，并提出考慮老化影響的木梁構(gòu)件抗彎

5、承載力折減系數(shù)的計(jì)算公式。模擬結(jié)果表明：老化對(duì)木梁抗彎承載力的影響與老化均勻度呈線性相關(guān)，與老化深度呈一元二次多項(xiàng)式關(guān)系，并且當(dāng)老化深度越深，且老化均勻度越大時(shí)，承載力越低。當(dāng)老化深度不大于5mm時(shí)，老化對(duì)木梁抗彎承載力的影響程度很小，在實(shí)際工程中可以不予考慮。此外，當(dāng)橫截面上不同部位分別發(fā)生相同程度的老化時(shí)，木梁抗彎承載力的變化并不是一致的，具體的變化規(guī)律為：老化發(fā)生在頂部時(shí)抗彎承載力降低程度最大，老化發(fā)生在兩側(cè)部位時(shí)次之，老化發(fā)生在