木梁適宜性加固技術的試驗研究與分析.pdf

1、古建筑木結構是我國重要的歷史文化遺產，需要精心保護。在經歷數百年的歲月洗禮后，木結構常常存在各種損傷，如腐朽、蟻蛀等。為了盡可能保留歷史信息，去除構件損傷嚴重的部分、將輕微損傷部分與新構件拼接，比更換全部構件更有利于文物保護。木梁構件的傳統(tǒng)拼接方法以對拉螺釘與鋼板組合使用為主。實施簡便快捷，在古建筑木結構中被廣泛應用，但傳統(tǒng)拼接加固方法會對原有木構件產生較大的損壞，這與文物保護的初衷是相違背的。因此出于對建筑遺產保護的需要，提出了之前沒

2、有被廣泛研究的外包矩形鋼管拼接法。希望通過對該種新型木梁拼接加固方法的試驗研究與分析為之后古建筑木梁適宜性加固保護工作提供參考。
　　為了研究使用外包方鋼管拼接法拼接木梁的抗彎性能，本文通過對拼接節(jié)點各項參數進行調整，設計了7組15根尺寸均為150mm×200mm×2300mm的木梁構件（其中完整梁3根，其余均為在跨中對接的拼接梁）進行4點加載受彎試驗。通過劃分完整梁、不同拼接榫頭長度、不同幫頭長度及接頭是否注膠4個對比試驗組，研

3、究不同節(jié)點參數對構件抗彎力學性能的影響。加載試驗結果表明:在構件尺寸、試驗條件相同的情況下，幫頭長度較短時，節(jié)點發(fā)生脫榫破壞;當幫頭長度增加到一定長度時，節(jié)點發(fā)生折斷破壞;榫頭長度的變化對破壞形態(tài)的影響較小;拼接構件的承載力小于完整試件（最高只達到原有的48％）;保持其他條件相同時，隨著榫頭長度與幫頭長度的增長，構件拼接后承載力與剛度均有所上升;通過對拼接節(jié)點進行注膠，可以顯著的提高拼接梁的承載力與剛度。但注膠操作是不可逆轉的，會永久的

4、改變節(jié)點區(qū)域的木材性質，在提高剛度的同時也使木材變脆。
　　借助ABAQUS有限元軟件建立拼接木梁的有限元模型進行數值模擬，將試驗實測值與有限元計算結果進行對比分析，驗證了使用ABAQUS數值模擬分析拼接梁構件受彎性能的可行性及可靠性。在此基礎上，使用實測材性平均值排除木材材性離散性對數值模擬的影響進行節(jié)點變參數分析。通過變參數分析模擬結果歸納出木梁外包矩形鋼管拼接節(jié)點的受力特點，推導木梁外包矩形鋼管拼接節(jié)點的抗彎承載力計算公式。