国家自然科学基金(51178028)
- 作品数：18 被引量：91H指数：6
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- 相关机构：北京交通大学故宫博物院北京工业大学更多>>
- 发文基金：国家自然科学基金北京市自然科学基金教育部“新世纪优秀人才支持计划”更多>>
- 相关领域：建筑科学更多>>
- 单檐歇山式木构古建抵抗强震试验调查被引量：11
- 2018年
- 为更好地保护我国古建筑,以单檐歇山式木构古建筑为例,采用振动台试验方法,研究了强震作用下我国明清官式木构古建的抗震性能。根据清工部《工程做法则例》的相关规定,参照故宫某单檐歇山式木构古建构造特征,制作了一个十等材古建筑试验模型。该模型包括平摆浮搁柱底、榫卯连接、斗拱、梁架、瓦顶、墙体等构造。通过对模型输入烈度逐渐增强的1940年El-centro 波,并考虑地震波为水平双向作用,分析强震作用下不同构造的试验现象,开展详细的震后调查,获得不同构造在强震作用下的抗震性能和震害机制。结果表明:强震作用下,我国明清官式木构古建的振动形式表现为柱架、斗拱、梁架及屋顶的近似同步往复摇摆;主要震害包括柱底偏移、榫卯节点开裂及拔榫、斗拱偏移及错位、额枋-垫板分离、墙体倒塌等,但承重木构架受损不严重,结构未产生倒塌。其良好抗震性能的原因与古建筑的构造特征密切相关。
- 周乾周乾闫维明杨娜
- 关键词：强震木结构
- 残损状态下古建木结构节点受力性能及评估方法研究
- 古建木结构是先人留给我们的稀世瑰宝，具有极高的历史、文化、艺术和科学价值。然而，由于建造年代久远，这些历史建筑在各种环境和外力荷载的长期作用下，出现了不同类型和程度的残损现象，严重降低结构的受力性能，甚至会导致结构发生局...
- 秦术杰
- 关键词：古建筑木结构连接节点受力性能
- 基于累积损伤理论的古木构件剩余寿命计算方法被引量：3
- 2015年
- 针对古木构件在保护和加固中的剩余寿命问题,提出了一种基于强度累积损伤理论的计算方法.同时,在多种因素综合作用下的截面时变模型的基础上,利用蒙特卡洛法,对构件的强度进行反算.得到具有一定可靠度指标的剩余寿命.与文献中的实例进行对比分析,验证该方法的可行性;通过2种不同的算例,得出了梁构件应该多注意裂缝的结论.
- 王阳杨娜
- 关键词：蒙特卡洛法剩余寿命可靠度
- 故宫古建木梁典型残损问题分析被引量：5
- 2016年
- 为保护故宫古建筑,采取现场勘查与归纳分析相结合的方法,以故宫古建大木结构的梁为对象,研究了它们的典型残损问题。基于这些木梁典型构造和受力特点,对木梁所表现出来的各种类型的典型残损问题进行了归纳和汇总,从构造、受力、材料等角度探讨了残损问题的主要根源,结合传统方法和现代技术,提出了加固残损木梁的方法或建议。结果表明:故宫古建木梁的典型残损问题有开裂、梁头变形、糟朽、加固件破坏等,产生这些问题的主要原因与木材及铁件材料性质、木梁构造、施工工艺、外力作用等因素相关,采取传统和现代的方法均可实现木梁的有效加固。
- 周乾杨娜杨堃
- 关键词：古建筑木结构残损
- 藏式古建筑木结构叠合梁--柱节点的受力性能研究
- 古代建筑具有极高的历史、文化、艺术及科学价值，是世界文明的重要组成部分。古代建筑建造年代久远，在不利环境长时间的影响下，例如材料性能的退化以及地震、温度、腐蚀等外部作用，构件、结构的承载能力、稳定性和安全性均会下降，结构...
- 曹璞琳
- 关键词：梁柱节点受力性能
- 文献传递
- 太和殿基座对上部结构抗震性能影响分析被引量：5
- 2017年
- 故宫太和殿是中国古建筑的典型代表,其基座由台基和高台组成。为有效保护古建筑,采用数值模拟方法,以故宫太和殿为例,研究古建基座对上部结构抗震性能影响。基于太和殿基座、浮搁柱底、榫卯连接、斗拱等构造特征,建立两种有限元模型:不考虑基座/考虑基座。通过模态分析,研究基座对太和殿上部结构自振特性的影响;通过Ⅷ度常遇地震作用下的谱分析,研究基座对太和殿上部结构内力、变形分布及峰值的影响;通过Ⅷ度罕遇地震作用下的时程响应分析,研究基座对太和殿上部结构加速度和位移响应的影响。结果表明:考虑基座后,太和殿结构基频减小,主振型参与系数增大;Ⅷ度常遇地震作用下,太和殿结构木构架的变形及主应力峰值略有放大,墙体所受内力减小;Ⅷ度罕遇地震作用下,太和殿典型部位的木构架加速度、位移响应有不同程度放大。因此基座对太和殿上部结构动力放大作用不可忽略。
- 周乾杨娜闫维明
- 关键词：抗震性能
- 基于HHT的明清官式古建筑的模态参数识别方法被引量：3
- 2018年
- 提出了一种基于HHT方法的结构模态参数识别技术,并结合故宫木结构古建筑现场实测,探讨结合SSA(Singular Spectrum Analysis)的HHT(Hilbert-Huang Transform)方法在低信噪比信号模态识别中的应用。为了分析结合SSA的HHT方法的性能,用结合SSA的HHT方法和普通的HHT方法分别识别通过数值模拟得到的不同信噪比的数据信号,并对识别结果进行分析,对比表明该方法在低信噪比信号处理上有就好的识别效果,并运用在故宫木结构参数识别上。
- 胡浩然杨娜
- 关键词：模态识别木结构环境激励
- CFRP布墩接加固木柱轴压试验研究被引量：11
- 2016年
- 采用静力加载试验方法,研究了CFRP布墩接加固底部糟朽柱根的轴压承载性能。以故宫某古建檐柱为例,制作了6根1∶2试验模型,含1根完好试件,5根CFRP布墩接加固木柱柱根试件,进行了竖向轴压静力加载试验。基于试验结果,获得了木柱墩接加固前后的荷载-变形曲线、延性系数、极限承载力、荷载-应变曲线、轴压刚度等,讨论了CFRP布墩接加固木柱柱根的轴压受力机理,评价了CFRP布加固效果。结果表明:CFRP布墩接加固糟朽木柱柱根后,木柱轴压承载力提高幅度约为0.2%~8.3%,环向极限压应变可恢复到完好木柱的109.6%~126.5%,纵向极限应变可恢复到完好木柱的108.6%~160.7%,木柱变形能力得到提高,且木柱进入破坏阶段的轴压刚度提高,刚度退化不明显。因此,CFRP布墩接加固底部糟朽木柱柱根具有较好的效果。
- 周乾杨娜闫维明
- 关键词：古建筑CFRP布轴压试验承载能力
- 传统铁箍墩接法加固底部糟朽木柱轴压试验被引量：3
- 2017年
- 铁箍墩接是古建木柱柱根糟朽的一种传统加固方法。为探讨该方法的有效性,以故宫内某古建木柱为例,进行了试验研究。制作了1根完好木柱、3根铁箍墩接法加固木柱,开展了轴压试验,获得了木柱加固前后的承载力-变形曲线,以及延性、应变、刚度等参数,讨论了铁箍墩接法的加固机理。结果表明:传统铁箍法加固底部糟朽木柱后,由于铁箍对木柱的侧向约束作用,木柱的极限承载力可恢复约91.8%,延性性能可恢复约95.2%,水平极限应变恢复率约97.2%,竖向极限应变恢复率约84.1%,且加固木柱的刚度要大于完好木柱。由于铁箍材料与木材强度差别较大,使得加固后木柱的整体性能要低于完好木柱,因而加固效果有限。结果可为古建筑木结构的保护与维修提供理论参考。
- 周乾周乾杨娜闫维明
- 关键词：静力试验
- 故宫太和殿一层斗拱水平抗震性能试验被引量：26
- 2016年
- 故宫太和殿斗拱含溜金做法,是明清斗拱的最高形制。为更好地保护古建筑,以故宫太和殿一层平身科、柱头科、角科斗拱为对象,采取静力试验方法,研究了明清溜金斗拱的水平抗震性能。基于上述斗拱的实际尺寸,制作了1∶2缩尺比例模型,含不同类型斗拱各1座。分别考虑荷载从横向、纵向作用于各斗拱,开展了低周反复加载试验。基于试验数据,获得了各斗拱的力-水平侧移(F_(-u))滞回曲线及骨架曲线,并在此基础上对比研究了各斗拱的延性系数、耗能性能、刚度退化等抗震参数,提出了斗拱水平刚度简化计算模型。结果表明:太和殿一层斗拱在水平荷载作用下具有较明显的滑移特性和较差的恢复力。斗拱在不同加载方向上的受力状态不同。随着u值增大,F值表现为先增大、后减小,最后趋于稳定的过程。对于不同斗拱而言,各斗拱极限承载力F_m大小顺序为:F_m(角科)>F_m(柱头科横向)>F_m(平身科横向)>F_m(平身科纵向)>F_m(柱头科纵向);延性系数μ大小顺序为:μ(柱头科纵向)>μ(平身科纵向)>μ(柱头科横向)>μ(角科)>μ(平身科横向);耗能能力S大小顺序为:S(平身科纵向)>S(柱头科横向)>S(角科)>S(平身科横向)>S(柱头科纵向)。与其他2种斗拱相比,角科斗拱的水平刚度退化不明显。太和殿一层斗拱的水平刚度值简化计算模型可用3线段表示,各阶段的水平刚度值依次减小。
- 周乾杨娜闫维明淳庆
- 关键词：抗震性能
