国家科技支撑计划(2013BAK01B03-02)
- 作品数：16 被引量：124H指数：7
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- 相关机构：西安建筑科技大学学研究院上海市建筑科学研究院更多>>
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- 古建筑木结构透榫节点受力性能的影响因素分析被引量：7
- 2018年
- 建立了透榫节点的ABAQUS有限元分析模型,并将模拟分析结果与透榫节点在低周反复荷载作用下的试验结果进行了比较.在此基础上,研究了榫头高度、滑动摩擦系数、横纹弹性模量、顺纹弹性模量、顺纹抗拉强度以及轴压比等参数对古建筑木结构透榫节点受力性能的影响.分析结果表明:随着节点榫头的高度和摩擦系数的增大,透榫节点的刚度不断增大;木材的顺纹和横纹弹性模量仅对节点在弹性阶段的刚度有一定影响;顺纹抗拉强度对节点刚度几乎无影响;随着榫头高度、摩擦系数、弹性模量以及顺纹抗拉强度的增大,透榫节点的抵抗弯矩值均有不同程度的提高;一定范围内,轴压比对受力性能几乎无影响.
- 薛建阳路鹏夏海伦
- 关键词：古建筑木结构有限元分析
- 碳纤维布加固古建筑木结构基于结构潜能和能量耗散地震破坏评估被引量：7
- 2013年
- 为了评估古建筑木结构加固后的抗震性能以及研究加固结构在各工况地震作用下的破坏过程及对应的破坏状态,基于碳纤维布加固燕尾榫柱架和枓栱铺作层低周反复荷载作用下的滞回特性和能量耗散原理,计算了两耗能元件在低周反复荷载作用下的"抵抗破坏潜能";借助碳纤维布加固古建筑木结构振动台试验,计算了各工况地震作用下每一耗能元件所耗散的能量,基于构件的"抵抗破坏潜能"和各工况下的地震耗能建立了耗能元件在不同地震作用下的地震破坏评估模型,并借助能量分配系数找出了各耗能元件破坏状态与整体加固结构破坏状态之间的关系,建立了整体加固结构在不同地震作用下的破坏评估模型。应用该地震破坏评估模型,定量计算了碳纤维布加固燕尾榫柱架和枓栱铺作层、整体加固结构在各工况地震作用下的破坏系数,并基于破坏程度,得出了整体加固结构不同破坏系数对应的结构不同震害等级。研究结果可为碳纤维布加固古建筑木结构的震前破坏预测和震后加固古建筑木结构的保护再修复提供可靠的理论依据。
- 薛建阳吴占景张风亮赵鸿铁刘祖强王豆豆
- 关键词：古建筑木结构能量耗散
- 碳纤维布加固燕尾榫柱架恢复力特性研究被引量：2
- 2014年
- 根据碳纤维布加固燕尾榫柱架低周反复荷载试验结果,提出了往复荷载作用下碳纤维布加固燕尾榫柱架的特征参数计算公式,研究其二阶效应、卸载刚度变化规律及滞回规则,建立并提出了能够反映碳纤维布加固燕尾榫柱架地震作用下真实受力状况的荷载-位移恢复力特征曲线,并与试验结果进行对比,该曲线拟合效果较好,表明本文提出的碳纤维布加固燕尾榫柱架恢复力特征曲线具有一定的适用性.
- 张风亮薛建阳赵鸿铁田鹏刚刘祖强苟选峰
- 关键词：碳纤维布恢复力特性滞回曲线
- 扁钢加固古建筑木结构残损节点的性能分析与设计方法被引量：10
- 2015年
- 基于扁钢加固残损榫卯节点的加固方式及破坏形态,对扁钢加固残损节点的受力性能进行分析.根据课题组进行的残损节点加固试验,提出扁钢加固古建筑木结构残损节点的抗弯承载力计算公式,给出合理的加固设计建议,为古建筑木结构的修缮加固提供理论依据.
- 薛建阳翟磊张风亮李义柱
- 关键词：古建筑木结构破坏形态抗弯承载力
- 应县木塔结构变形现状及分析被引量：5
- 2019年
- 为了解应县木塔的构件变形和整体变形现状,对其圆柱的柱头和柱脚坐标、阑额和乳栿的挠度、楼板的相对高程进行了现场测量和分析,得到了圆柱倾斜水平投影值和柱脚高程、内外槽高差、阑额和乳栿的挠曲程度和整体变形等几何参数和力学特征。结果表明:在构件变形层面,应县木塔二层明层和三层的圆柱倾斜最严重,四层平坐层和五层平坐层外槽南侧、西南侧和北侧的圆柱倾斜水平投影值较大,木塔向东北向的倾斜仍在加剧;柱脚呈现出南高北低的规律,内、外槽高差从二层明层往上依次减小;除四层明层和五层明层外,其他各层均有25%～35%的阑额挠度过大,需要进行替换或加固,乳栿挠度相对较小;木塔的整体变形在东西向和南北向存在显著差异,从二层平坐层至五层明层,东西向各层中心偏移值先增大后减小,南北向各层中心偏移值逐层递增;二层明层到三层明层外槽柱向东的中心偏移量占木塔在该方向整体倾斜偏移量的75%,二层明层外槽柱向北的层位移占木塔在该方向整体倾斜偏移量的42%,各层中心偏移方向也存在差异。
- 薛建阳张雨森
- 关键词：应县木塔
- 碳纤维布加固木结构古建筑弹塑性动力时程分析被引量：4
- 2015年
- 根据课题组进行的碳纤维布加固残损木结构振动台试验,采用ANSYS有限元软件,建立了能真实反映其受力性能的有限元模型,通过对其进行弹塑性动力时程分析,得出了加固模型的结构动力特性以及在各种工况作用下的位移最大响应值和加速度最大响应值,求解出了结构各减震层的动力放大系数,并将振动台试验数据与数值模拟结果进行比较。研究表明:加固模型的第一频率为1.325 Hz,有限元模型的自振频率略低于振动台试验整体结构模型的自振频率;随着地震动强度的不断增加,模型各特征点的峰值位移随之增大,柱脚的位移响应值最小,柱头和乳栿顶面的位移差值不大;随着地震动强度的增加,模型各特征点的加速度响应值也逐渐变大,各层的动力放大系数越来越小;通过将有限元模拟的结果与试验结果对比分析得出,有限元计算值与试验值基本吻合,误差在工程允许范围之内,证明了所建有限元模型的合理性。
- 张风亮朱武卫薛建阳陆建勇田鹏刚毕虹边兆伟
- 关键词：古建筑木结构碳纤维布动力放大系数弹塑性动力时程分析
- 古建筑木结构燕尾榫节点弯矩-转角关系理论分析被引量：21
- 2014年
- 基于燕尾榫节点受力机理的分析,对燕尾榫节点的转动弯矩进行了理论分析,推导了燕尾榫节点弯矩-转角理论计算公式,并与试验结果进行了对比分析,理论分析结果与试验结果吻合较好;在计算公式的基础上,对燕尾榫节点转动弯矩的影响参数进行了分析,结果表明:在一定范围内,随着摩擦系数的增大,燕尾榫节点的转动弯矩和初始转动刚度也逐渐增大;当摩擦系数超过0.5时,节点的初始转动刚度增加幅度逐渐减小;榫头长度和榫头的"收乍"角度的增大均能够提高燕尾榫节点的转动弯矩以及初始转动刚度;榫头高度的增大能够一定程度地提高燕尾榫节点的转动弯矩,但对节点的初始转动刚度影响不大。所得结果可为古建筑木结构的受力分析提供依据。
- 谢启芳杜彬张风亮郑培君许清风
- 关键词：古建筑木结构受力机理弯矩-转角关系转动刚度
- 碳纤维布加固木结构残损节点性能分析与设计建议被引量：6
- 2015年
- 基于碳纤维布加固木结构残损节点的加固方式及破坏形态,对碳纤维布加固残损节点的受力性能进行分析,并根据相关试验及计算假定,提出了碳纤维布加固木结构残损节点的抗弯承载力计算公式,给出了合理的加固设计建议,为古建筑木结构的修缮加固提供理论依据。
- 张风亮陆建勇薛建阳朱武卫田鹏刚毕虹边兆伟
- 关键词：古建筑木结构破坏形态抗弯承载力
- 不同松动程度下古建筑透榫节点抗震性能试验研究被引量：16
- 2017年
- 现存古建筑木结构中均存在不同程度的残损,榫卯节点的松动属于其中典型的一种.为研究不同程度的节点松动对透榫节点的抗震性能影响,参照清《工程做法则例》以1∶3.2缩尺比,制作了6个透榫节点模型,其中1个完好节点和5个不同松动程度节点.通过低周往复加载试验,得到了完好节点与不同松动程度节点的破坏形态、弯矩-转角滞回曲线与骨架曲线、强度与刚度退化曲线、变形及耗能能力等力学性能.结果表明:透榫节点榫颈截面处木材纤维拉断,出现裂缝并斜向榫头端部延伸,发生弯曲破坏;各节点滞回曲线形状均由S形过渡到Z形,且随着松动程度增大,捏拢效应越明显;松动节点的转动弯矩、刚度和耗能能力均比完好节点低,且随着松动程度增大不断降低;各个节点的变形能力均较好,但松动节点的极限转角要大于完好节点,并随节点松动程度的增大而增大.
- 薛建阳夏海伦李义柱代武强
- 关键词：古建筑木结构拟静力试验抗震性能
- 碳纤维布与木材界面粘结性能的数值模拟被引量：1
- 2013年
- 随着碳纤维布在木结构古建筑加固领域的广泛应用,明确碳纤维布与木材之间的界面粘结力学性能是进行加固的前提和基础.主要结合碳纤维布-木材的单剪试验,对5个粘贴碳纤维布的试验木块采用AN-SYS有限元软件进行了非线性数值模拟,研究了碳纤维布粘结长度及宽度变化对极限粘结荷载的影响,分析了碳纤维布的应变分布规律以及界面粘结剪应力的分布特点和传递过程,并给出了试验值和计算值的误差分析.计算结果表明,采用的模拟界面粘结性能的有限元方法具有可行性.
- 薛建阳张风亮赵鸿铁谢启芳隋吴占景
- 关键词：碳纤维布粘结性能木材有限元
