【碩士】縱向干裂木柱的受力性能及其修復(fù)加固

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　　【學(xué)位年度】2009　　【摘要】　　木結(jié)構(gòu)是我國(guó)古建筑的主要結(jié)構(gòu)形式，至今我國(guó)仍分布著大量的木結(jié)構(gòu)民居、橋梁、寺廟、樓塔和牌坊等建筑，絕對(duì)數(shù)量龐大，其中許多已被列入優(yōu)秀歷史保護(hù)性建筑。此類建筑因使用年數(shù)較長(zhǎng)，結(jié)構(gòu)受損嚴(yán)重，構(gòu)件普遍開(kāi)裂，使用性能大幅下降，結(jié)構(gòu)安全性降低。本文通過(guò)試驗(yàn)研究和數(shù)值模擬，對(duì)縱向開(kāi)裂木柱的軸壓性能及其修復(fù)加固進(jìn)行了一系列的研究。通過(guò)20個(gè)纏繞有不同層數(shù)碳纖維布的圓形木柱試件軸心受壓試驗(yàn)，研究了碳纖維布的約束對(duì)木材順紋受壓性能的影響。為排除木材材質(zhì)不均的影響并分析纖維布種類的影響，對(duì)纖維布約束木柱的軸壓性能進(jìn)行了數(shù)值模擬。結(jié)果表明，纖維布約束木材的極限強(qiáng)度和下降段斜率隨著加固率和纖維布彈性模量的增大而提高，加固量超過(guò)一定數(shù)值時(shí)加固效果減緩；峰值應(yīng)變和初始彈性模量與纖維布加固率相關(guān)，纖維布種類影響不明顯。提出了纖維布約束木材順紋受壓的應(yīng)力—應(yīng)變關(guān)系模型。通過(guò)10根縱向開(kāi)裂方形木柱的軸心受壓試驗(yàn)和數(shù)值模擬，研究了縱向裂縫對(duì)木柱力學(xué)性能的影響。發(fā)現(xiàn)縱向裂縫的存在極大地削弱了木柱的受力性能，承載力隨著縫長(zhǎng)或縫寬的增加而降低。提出了包含材料有效系數(shù)的完整木柱承載力公式，在此基礎(chǔ)上引入縱縫影響得到開(kāi)裂木柱承載力計(jì)算公式。通過(guò)24根纖維布約束木柱的軸心受壓試驗(yàn)及數(shù)值模擬，研究嵌縫與否、纖維布加固率、纖維布種類和柱端支撐對(duì)加固木柱軸心受壓性能的影響。結(jié)果表明，在未對(duì)縱縫進(jìn)行處理情況下，直接采用纖維布修復(fù)加固無(wú)明顯修復(fù)加固效果。對(duì)縱縫進(jìn)行嵌補(bǔ)后能較大程度恢復(fù)木柱承載力。嵌縫后采用纖維布修復(fù)加固情況下，木柱承載力隨著加固率增大而提高，達(dá)到一定數(shù)值后效果減緩；隨著纖維布彈性模量和端部支撐條件的增強(qiáng)，加固木柱承載力提高；約束纖維布極限拉應(yīng)變隨著加固率提高而降低。最后考慮纖維布對(duì)材料有效系數(shù)的提高得到了纖維布加固木柱的極限承載力公式?！　」?2頁(yè)　　　　

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