木椽

藏式古建筑的歷史意義、宗教意義、藝術(shù)價(jià)值一直是世人關(guān)注的熱點(diǎn)。目前，國(guó)內(nèi)外針對(duì)藏式建筑的研究主要集中在其建筑風(fēng)格、裝飾藝術(shù)及宗教意義方面，對(duì)其結(jié)構(gòu)性能的分析較少。藏式建筑屬于密梁平頂式構(gòu)架，其結(jié)構(gòu)體系主要由土石墻體、木柱、木梁、木椽子以及阿噶土樓板共同構(gòu)成。許多大型的宮殿、寺廟等藏式古建筑能夠歷經(jīng)成百上千年而不倒，已經(jīng)證明了藏式建筑具有良好的耐久性。然而，由于長(zhǎng)期受地震、腐蝕等外力作用及自身材料性能退化，結(jié)構(gòu)的承載力和穩(wěn)定性均有所下降，威脅著古建筑的安全。 本課題在實(shí)地考察的基礎(chǔ)上，總結(jié)了藏式古建筑的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及典型殘損類(lèi)型，并對(duì)結(jié)構(gòu)的傳力機(jī)理和殘損原因做出了初步的理論解釋。完成了新舊藏青楊木及替換用松木三種木材的力學(xué)性能試驗(yàn)，并對(duì)試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行了深入分析和對(duì)比；探討了古木材退化規(guī)律及試樣指標(biāo)的變異性，為藏式古建筑木材強(qiáng)度的選取提供了參考。 以典型藏式古建木結(jié)構(gòu)節(jié)點(diǎn)的分析模型為依據(jù)設(shè)計(jì)了兩組靜力試驗(yàn)，分別分析梁柱連接在豎向荷載作用下的傳力機(jī)理，破壞模式，以及梁柱連接的轉(zhuǎn)動(dòng)性能。以靜力試驗(yàn)為基礎(chǔ)，進(jìn)行對(duì)應(yīng)的數(shù)值模擬，結(jié)合試驗(yàn)與有限元分析結(jié)果確定了組成節(jié)點(diǎn)的各個(gè)組件的受力狀態(tài)，節(jié)點(diǎn)的傳力機(jī)理及破壞模式，并且建立了節(jié)點(diǎn)的彎矩-轉(zhuǎn)角曲線(xiàn)模型。同樣，進(jìn)行了梁柱連接滯回性能數(shù)值模擬，分析了節(jié)點(diǎn)在反復(fù)位移荷載作用下的受力狀態(tài)，建立了滯回曲線(xiàn)，骨架曲線(xiàn)，恢復(fù)力模型，并進(jìn)行剛度退化分析及能量耗散能力分析。 根據(jù)在某典型藏式古建木結(jié)構(gòu)中進(jìn)行的結(jié)構(gòu)在環(huán)境激勵(lì)下的加速度響應(yīng)測(cè)試，對(duì)結(jié)構(gòu)的模態(tài)參數(shù)進(jìn)行識(shí)別，并且針對(duì)阻尼比識(shí)別結(jié)果變異性很大的問(wèn)題，提出了基于方差上界和下界的阻尼比識(shí)別方法，獲得了較為穩(wěn)定的識(shí)別結(jié)果。 通過(guò)建立試驗(yàn)結(jié)構(gòu)的有限元模型，基于人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的有限元模型修正方法，對(duì)該模型進(jìn)行了修正，得到較為真實(shí)的結(jié)構(gòu)有限元模型，為典型藏式結(jié)構(gòu)的損傷識(shí)別、可靠度評(píng)估提供必要的基礎(chǔ)研究；研究了誘發(fā)構(gòu)件變形的主要因素，通過(guò)數(shù)值模擬提取結(jié)構(gòu)上關(guān)鍵點(diǎn)處的應(yīng)變值，對(duì)其進(jìn)行關(guān)聯(lián)性分析，提出了基于結(jié)構(gòu)應(yīng)變靜態(tài)數(shù)據(jù)的變形判斷與定位方法。 在典型藏式古建木結(jié)構(gòu)中進(jìn)行了不同分布區(qū)域、分布密度下的靜載試驗(yàn)，不同分布區(qū)域、分布密度及頻率下人群行走與跑步的動(dòng)力實(shí)驗(yàn)。通過(guò)試驗(yàn)數(shù)據(jù)分析評(píng)估了樓板的豎向振動(dòng)舒適度；同時(shí)分析了樓板間的相互作用以及不同人群活動(dòng)類(lèi)型對(duì)結(jié)構(gòu)振動(dòng)的影響。 2100433B