CFRP加固传统直榫木构架抗震性能试验研究

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我国传统建筑以木结构建筑为主,采用榫卯连接的木结构均有较好的抗震性能。由于它们年代较长,在水平地震作用下,易出现拔榫、节点松动等情况,不利于结构的稳定和承载,传统木构建筑加固方法的研究已落后实际的需要。CFRP因具有高抗拉强度、高模量、阻燃及耐蚀等性能,近年来逐渐被应用于建筑物的加固维修工程中。因此,对传统建筑木结构采用新型材料加固研究已非常迫切,具有极其重要的理论价值与现实意义。  本研究主要内容包括:⑴进行了木材的材性性能试验,主要研究了杉木的含水率、密度、顺纹抗压强度、顺纹应力-应变曲线及顺纹受压弹性模量等。⑵进行了直榫节点木构架的抗震性能试验研究。通过对6榀按《中国古建筑木作营造技术》和《工程做法则例》制作的缩尺木构架模型进行了低周反复水平加载试验。分析了两种木构架(透榫与半榫)的破坏模式、滞回曲线、骨架曲线、耗能能力、刚度退化等各项抗震指标,并对比了两种构架的抗震性能。⑶采用三种CFRP加固方法对6榀木构架节点进行了加固,并研究加固后构架的抗震性能,对比加固前后试件的抗震性能指标,并对比三种加固方式下,构架的破坏模式、承载力、耗能、刚度、拔榫量等指标,对比分析三种CFRP加固方案的效果。⑷通过对半榫构架采用CFRP加固后建立力学模型,通过力学原理得到不同加固方案下节点承载力的增加值,对比分析两种加固方案下承载力的增加情况,得出更优的加固方案。并通过建立带非线性转动弹簧的构架模型,得出整体木构架力与位移的方程及抗侧刚度与节点转动刚度之间的关系。本文为传统木构架采用CFRP加固提出了几种不同的加固方案,为传统建筑的抗震加固提供了试验及理论依据。
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