长期监测中藏式古建筑木梁应变-温度模型分析

发布时间：2019-09-03 10:53

【摘要】：针对藏式古建筑木梁的构造和受力特点,通过在梁端施加非线性弹簧,建立了温度作用下的简化力学模型.该模型考虑了梁端反力对梁的二阶弯矩作用,建立了温度作用下梁底跨中顺纹方向应变的理论模型,并将一年内的温度循环分为四段进行分别计算.以某藏式古建筑监测工程中的木梁为例进行了实例计算,结果表明一年之后应变增量回到了初始值,但升温段和降温段的曲线没有重合而是分成了两部分.将应变的计算值与实测值相对比,二者吻合较好.最后,对影响温度作用下应变增量的各个结构参数进行了参数分析,研究表明,不同温度起点的设定对分析结果没有影响,木材的弹性模量对应变影响最大,燕尾榫的拉压刚度影响最小.
【图文】：

典型节点,燕尾榫

适用．本文以藏式古建筑木梁为研究对象，根据其构造特点，考虑温度作用对边界条件的影响，建立了木梁的半刚性简化力学模型，提出了藏式古建筑木梁顺纹应变和温度之间的理论模型，揭示了应变随温度的变化特征，并以某实际监测工程为例进行了应用计算，对各个参数对应变的影响进行了敏感性分析．１结构分析模型与汉式古建筑相比，，藏式古建筑在构造上具有鲜明的特色．藏式古建筑属于密梁平顶式，墙柱混合承重是其普遍采用的结构．梁柱之间没有榫卯和斗拱，而通过构件间的垂直叠压实现节点的连接，如图１所示［８］．在木构排架中，梁与梁在弓木上方以燕尾榫相连，边跨梁的一端插入墙体中．选取藏式木构排架中间跨的梁（图２）为研究对象，对其进行荷载及约束的简化．梁的两端为燕尾榫连接，由于施工误差等原因，燕尾榫之间存在一定缝隙．基于此假定燕尾榫的２种接触状态：受拉卡紧状态和受压卡紧状态，如图３所示．受拉卡紧时，榫头和卯口的斜面卡紧，燕尾榫处于受拉平衡状态；受压卡紧时，榫头和卯口的直面挤紧，燕尾榫处于受压平衡状态．图１典型节点构造Ｆｉｇ．１Ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎｏｆｔｙｐｉｃａｌｂｅａｍ－ｃｏｌｕｍｎｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎ图２藏式木构排架Ｆｉｇ．２Ｔｉｂｅｔａｎｔｉｍｂｅｒｆｒａｍｅ图３燕尾榫的２种状态Ｆｉｇ．３Ｔｗｏｓｔａｔｕｓｏｆｄｏｖｅｔａｉｌｊｏｉｎｔ１１８

木构,排架,燕尾榫

藏式古建筑木梁顺纹应变和温度之间的理论模型，揭示了应变随温度的变化特征，并以某实际监测工程为例进行了应用计算，对各个参数对应变的影响进行了敏感性分析．１结构分析模型与汉式古建筑相比，藏式古建筑在构造上具有鲜明的特色．藏式古建筑属于密梁平顶式，墙柱混合承重是其普遍采用的结构．梁柱之间没有榫卯和斗拱，而通过构件间的垂直叠压实现节点的连接，如图１所示［８］．在木构排架中，梁与梁在弓木上方以燕尾榫相连，边跨梁的一端插入墙体中．选取藏式木构排架中间跨的梁（图２）为研究对象，对其进行荷载及约束的简化．梁的两端为燕尾榫连接，由于施工误差等原因，燕尾榫之间存在一定缝隙．基于此假定燕尾榫的２种接触状态：受拉卡紧状态和受压卡紧状态，如图３所示．受拉卡紧时，榫头和卯口的斜面卡紧，燕尾榫处于受拉平衡状态；受压卡紧时，榫头和卯口的直面挤紧，燕尾榫处于受压平衡状态．图１典型节点构造Ｆｉｇ．１Ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎｏｆｔｙｐｉｃａｌｂｅａｍ－ｃｏｌｕｍｎｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎ图２藏式木构排架Ｆｉｇ．２Ｔｉｂｅｔａｎｔｉｍｂｅｒｆｒａｍｅ图３燕尾榫的２种状态Ｆｉｇ．３Ｔｗｏｓｔａｔｕｓｏｆｄｏｖｅｔａｉｌｊｏｉｎｔ１１８
【作者单位】：北京交通大学土木建筑工程学院;
【基金】：国家自然科学基金重点项目(51338001);国家自然科学基金优秀青年基金项目(51422801) 北京市自然科学基金重点项目(8151003) 国家科技支撑计划项目(2015BAK01B02)~~
【分类号】：TU366.2

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