【碩士】縱向干裂木柱的受力性能及其修復加固

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　　【學位年度】2009　　【摘要】　　木結構是我國古建筑的主要結構形式，至今我國仍分布著大量的木結構民居、橋梁、寺廟、樓塔和牌坊等建筑，絕對數(shù)量龐大，其中許多已被列入優(yōu)秀歷史保護性建筑。此類建筑因使用年數(shù)較長，結構受損嚴重，構件普遍開裂，使用性能大幅下降，結構安全性降低。本文通過試驗研究和數(shù)值模擬，對縱向開裂木柱的軸壓性能及其修復加固進行了一系列的研究。通過20個纏繞有不同層數(shù)碳纖維布的圓形木柱試件軸心受壓試驗，研究了碳纖維布的約束對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，對纖維布約束木柱的軸壓性能進行了數(shù)值模擬。結果表明，纖維布約束木材的極限強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，加固量超過一定數(shù)值時加固效果減緩；峰值應變和初始彈性模量與纖維布加固率相關，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力—應變關系模型。通過10根縱向開裂方形木柱的軸心受壓試驗和數(shù)值模擬，研究了縱向裂縫對木柱力學性能的影響。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，在此基礎上引入縱縫影響得到開裂木柱承載力計算公式。通過24根纖維布約束木柱的軸心受壓試驗及數(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加固木柱軸心受壓性能的影響。結果表明，在未對縱縫進行處理情況下，直接采用纖維布修復加固無明顯修復加固效果。對縱縫進行嵌補后能較大程度恢復木柱承載力。嵌縫后采用纖維布修復加固情況下，木柱承載力隨著加固率增大而提高，達到一定數(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，加固木柱承載力提高；約束纖維布極限拉應變隨著加固率提高而降低。最后考慮纖維布對材料有效系數(shù)的提高得到了纖維布加固木柱的極限承載力公式?！　」?2頁　　　　

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