钢板加固局部损伤榫头的直榫木节点抗震性能研究

来源 :扬州大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:aoyun2000
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
木结构建筑在我国建筑史上有着举足轻重的地位,古人们以各类木材为原料,采用榫卯连接的方式,创造了一个又一个的建筑奇迹。凭借着优异的抗震性能,诸多木结构古建筑得以留存至今,但随着时间的推移,木结构古建筑的各类损伤现象已不容忽视,其中真菌腐朽是最为普遍、危害最大的因素之一。基于此,本文在直榫的榫头部位人工模拟了真菌腐朽损伤,并针对腐朽损伤设计了钢板加固的方案。通过拟静力试验和有限元模拟相结合的方式研究直榫节点损伤及加固后的抗震性能变化,为我国古建筑木结构的保护和加固提供依据,主要内容如下:(1)本文共设计了 7个直榫节点试件,分别为:无损试件、真菌腐朽损伤率分别为5%、10%和15%的试件、三个在损伤基础上进行钢板加固的试件。通过对拟静力试验中所采集到的各试件数据进行处理和分析,以多个指标综合评估损伤及加固前后直榫节点的抗震性能变化情况。(2)试验过程中各试件的变形和破坏现象表明:直榫节点具有良好的变形能力,直至加载结束仍未发生明显的破坏现象;真菌腐朽损伤使直榫节点的变形能力降低,在加载过程中试件的嵌压区更容易产生局部裂缝并且裂缝更容易沿孔洞开展,在较小的转角下便发生了破坏;钢板加固后损伤节点的变形能力均有所提高,当真菌腐朽损伤率为5%和10%时,加固后试件的最终转角可以恢复至无损水平,并且试验结束后未观察到贯穿性裂缝。(3)骨架曲线表明真菌腐朽损伤对直榫节点在往复荷载作用下的承载力产生了较大的不利影响,直榫节点的承载力随损伤率的增加而下降;经钢板加固后的试件承载能力明显提高,损伤率为5%的试件经加固后承载能力基本修复到未损伤时的水平,损伤率为10%和15%的试件经钢板加固后虽未能修复到无损水平,但承载力也得到了明显增强。此外,真菌腐朽损伤的直榫节点刚度退化现象和强度衰减现象均比无损时更显著,并且耗能能力大幅下降,而钢板加固后的直榫节点耗能能力明显提高。(4)采用ABAQUS有限元软件对损伤及加固的直榫节点进行了模拟,通过变形、应力云图、滞回曲线和骨架曲线四个方面的分析对比,表明模拟结果可以较为准确的反映各试件的应力分布特征和承载能力的变化等情况,所建模型具有合理性,与拟静力试验现象吻合度较高。(5)通过拟静力试验中所获得的各项抗震性能指标,结合有限元模拟分析的结果,对直榫节点的抗震性能进行综合评价,可知真菌腐朽损伤使直榫节点的抗震性能显著降低;对损伤后的节点进行钢板加固可有效提升抗震性能。本文的研究成果可为古建筑直榫节点的损伤加固方案提供借鉴。
其他文献
砖石古塔是中国古代建筑艺术的杰出代表,其具有自重大、材料强度低、塔体结构复杂等特点,在人为或自然因素作用下极易损伤。地震观测资料表明一次强震过后通常伴有余震发生,主震与余震之间时间间隔很短,使得主震作用下发生损伤的古塔无法得到及时修复,当余震发生时古塔发生“增量损伤”。为了研究主余震序列地震动作用下砖塔结构的损伤规律,本文以中江南塔为研究对象,结合小型振动台试验及数值模拟方法,研究了主余震序列型地
学位
空肠弯曲菌(Campylobacter jejuni,C.jejuni)是一种微需氧的革兰氏阴性食源性病原菌。人类感染空肠弯曲菌可导致腹泻、呕吐、腹痛、发烧等症状,部分病例会发展为格林-巴利综合征或米勒费舍尔综合征等严重的自身免疫疾病,为人类健康和世界经济带来了沉重负担。Ⅵ型分泌系统(type Ⅵ secretion system,T6SS)是一种潜在的毒力因子;其为倒置镶嵌在细菌细胞膜上的类噬菌
学位
开裂引起了沥青路面早期损坏和频繁的维修养护,已成为我国沥青路面主要病害之一。添加纤维是提高沥青路面抗裂性能的一种有效方式,纤维在沥青混合料中主要起到桥连、加筋的作用,从而缓解裂缝的扩展。现有研究主要集中在通过不同类型的室内开裂试验,评价纤维沥青混合料宏观抗裂性能,缺乏对混合料开裂过程的研究,难以量化表征纤维沥青混合料协同作用机制与阻裂机理。本研究基于半圆弯拉试验(SCB),同步结合数字图像散斑技术
学位
活性粉末混凝土(Reactive Powder Concrete,简称RPC)是一种具有超高强度、高韧性和优异耐久性能的新型水泥基复合材料,克服了传统混凝土脆性大、耐久性不足的缺点。在原材料的组成上,RPC采用多种活性矿物掺合料取代部分水泥,充分利用工业废料降低了水泥用量,减少了水泥生产对环境造成的污染和不可再生资源的消耗,符合当代社会的绿色发展及可持续发展理念。其在桥梁工程、建筑工程、防护工程、
学位
羟基脂肪酸是指具有羟基官能团的脂肪酸。与脂肪酸相比,羟基脂肪酸中的羟基更具有亲水性,使其反应活性、黏度、稳定性、相容性、熔点和沸点等都有所提高。β-羟基脂肪酸是羟基脂肪酸中的代表,其在表面活性剂、化妆品、食品防腐剂、医药中间体、抗菌剂、生物材料、金属润滑剂、可降解塑料、精细化工等领域都有着重要作用。传统的化学合成方法需要过渡金属和复杂的催化配体的使用,选择性差、副产物多、底物不可再生和污染环境等因
学位
阿维菌素、伊维菌素和阿苯达唑是畜禽养殖过程中常用的抗寄生虫药物,不规范使用会造成动物产品中兽药残留超标,从而对消费者产生危害。目前,牛肉、鸡肉和鸡蛋中阿维菌素、伊维菌素、阿苯达唑及其三种代谢物残留同时检测的高效液相色谱-二极管阵列(High performance liquid chromatography-photo-diode array,HPLC-PDA)检测方法尚未见报道。本研究采用QuE
学位
番茄(Solanum lycopersicum)作为一种营养丰富的蔬菜作物,在全球广泛栽培。由尖孢镰刀菌番茄专化型(Fusarium oxysporum f.sp.Lycopersici,Fol)引起的番茄枯萎病是番茄生产上最为严重的真菌病害之一,对全球的番茄农业生产造成了巨大的经济损失。目前,对该病害的防控主要依靠化学防治,但是长期大量使用化学药剂易造成生态环境污染、农药残留与抗药性、危害人体健
学位
如今,许多建筑物对于结构性能的要求越来越高,型钢活性粉末混凝土结构开始进入国内外学者的视野,作为一种新型的组合结构,它适用于大跨度、超高层建筑。与普通的钢筋混凝土结构相比较,型钢活性粉末混凝土组合结构具有超高强度、高耐久性、抗震性能好等优点,可以应用到冻融环境中。与钢结构相比,型钢活性粉末混凝土组合结构弥补了钢结构防火性差的缺点。但是,目前国内外对型钢活性粉末混凝土柱的偏心受压试验研究和设计方法尚
学位
为了缓解玉米价格攀升而导致饲料成本大幅度提高,论文探讨了小麦替代玉米及饲粮添加葡萄糖氧化酶对开产前后如皋黄鸡生产性能、繁殖性能、免疫性能、抗氧化性能及肠道生理的影响,以期为开产前后的地方蛋鸡饲粮配制提供参考。试验一,探讨小麦替代玉米对开产前后如皋黄鸡生长性能、产蛋性能、免疫性能和肠道生理的影响。试验选取体重相近、体况良好的16周龄如皋黄鸡270只,随机分为3组,每组6个重复,每个重复15只,分别饲
学位
5-羟色胺(Serotonin,SER)是参与植物生长发育的色氨酸途径的次生代谢产物,在植物生长发育及抗逆境胁迫中起着重要的作用,脱落酸(Abscisic acid,ABA)和水杨酸(Salicylic acid,SA)是植物应对外界胁迫的重要的调控激素。已有研究发现,SER在虫害诱导的植物防御中起重要作用;外源SA抑制植物SER产生,SER合成受到抑制的突变体水稻中SA含量显著增加,且抗虫性增强
学位