木結(jié)構(gòu)模型的模擬損傷檢測(cè)與分析研究.pdf

1、我國(guó)木結(jié)構(gòu)有著悠久的歷史，已經(jīng)成為世界建筑之林的瑰寶，早在3500年前就有了用榫卯連接的方式制作的房屋。但木材很容易受到損害，如光照，溫濕，微生物之類的自然因素，也有人為破壞的影響，在經(jīng)受長(zhǎng)時(shí)間的載荷和雨雪等作用下產(chǎn)生破壞。當(dāng)木材產(chǎn)生損傷后，就會(huì)產(chǎn)生開裂、剛度退化等，這都會(huì)影響結(jié)構(gòu)的使用壽命，因而在對(duì)木結(jié)構(gòu)進(jìn)行保護(hù)的同時(shí)，需要對(duì)其損傷機(jī)理及其相關(guān)規(guī)律進(jìn)行研究。
　　本論文是在國(guó)家自然科學(xué)基金重點(diǎn)項(xiàng)目“古建木構(gòu)的狀態(tài)評(píng)估、安全極限與

2、性能保持”（項(xiàng)目批準(zhǔn)號(hào)51338001）和國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目“損傷古建筑木構(gòu)架抗震性能退化機(jī)理的研究”（項(xiàng)目批準(zhǔn)號(hào)51478409）的框架下，以揚(yáng)州清代鹽商周扶九故居為研究對(duì)象，制作了木構(gòu)架縮尺模型。采用實(shí)體模型試驗(yàn)與有限元模擬相結(jié)合的研究方法，首先，針對(duì)處于完好狀態(tài)下的木構(gòu)架實(shí)體模型在環(huán)境激勵(lì)下進(jìn)行加速度信號(hào)采集;其次，在木構(gòu)架實(shí)體模型上人為制造出不同類型的損傷狀態(tài)，在上述相同環(huán)境激勵(lì)條件下進(jìn)行加速度信號(hào)采集;然后，對(duì)不同狀態(tài)下獲得

3、的實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)運(yùn)用小波奇異譜熵理論進(jìn)行損傷特性的分析研究，對(duì)實(shí)體模型的損傷位置和損傷程度進(jìn)行分析與識(shí)別;最后，利用有限元軟件ANSYS建立了測(cè)試木構(gòu)架處于完好狀態(tài)、和處于不同損傷狀態(tài)下的有限元模型，在環(huán)境激勵(lì)條件下分別輸出相應(yīng)的加速度響應(yīng)信號(hào)，在此基礎(chǔ)上，運(yùn)用小波奇異譜熵理論進(jìn)行損傷特性的分析，與上述通過實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)所獲得的結(jié)果進(jìn)行了比對(duì)。從而驗(yàn)證了運(yùn)用小波奇異譜熵理論進(jìn)行木結(jié)構(gòu)損傷特性研究的可行性。
　　木結(jié)構(gòu)在不同狀態(tài)（完好或受損傷時(shí)