明式胶合木斗拱的侧向刚度与抗震机理研究开题报告
2021-08-08 20:18:40
1. 研究目的与意义
1、通过试验现象分析,探寻结构失效的原因与薄弱环节,总结出斗拱侧向刚度的变化规律,对古建筑斗拱的抗震性能研究提供一定的理论作用;2、对斗拱在竖向荷载作用下施加水平低周反复荷载进行试验,得出力与位移关系的滞回耗能曲线,评价胶合木结构斗拱的减震耗能能力;3、通过观察试件的破坏形态,对古建筑斗拱的维护与修缮起到一定的指引作用;4、对古建筑斗拱在隔震、耗能减震方面的研究,希望能对现代建筑在抗震设计方面起到一定的启示作用。
2. 国内外研究现状分析
1、国内外不少专家学者对古建筑及斗拱单元进行了竖向单调加载试验、水平低周反复加载试验及动力特性试验等,并建立了力学模型;2、中国学者对于木结构斗拱抗震性能的研究对象主要包括宋式斗拱和清式斗拱两种类型,而对其他过渡时期的斗拱形式研究极少;3、试验中多选择经简化对称的斗拱模型为研究对象,未充分考虑实际斗拱在出跳方向由于华拱及下昂组合带来的不对称性对其稳定性造成的影响;4、大部分斗拱试件为缩尺模型,且很少作为独立单元进行试验;5、而从木材材性的角度对比分析斗拱的抗震性能的差异方面还鲜有研究
3. 研究的基本内容与计划
试验内容:试验选用材料:胶合木材料性能测试项目:含水率、顺纹抗压强度、横纹抗压强度、抗弯强度、胶合强度、顺纹抗剪强度试验试件:以苏州甪直保圣寺天王殿柱头四铺作插昂造为原型,制作试验试件为研究斗拱在静力作用下的抗震耗能性能,决定进行拟静力水平低周反复荷载试验,试验依据标准JGJ101-1996《建筑抗震试验方法规程》以及ISO21581-2010《Timber structures-static and cyclic lateral load test methods for shear walls》设置实验参数、设计试验方案以及设计实验装置。试验方案:测绘斗拱试件尺寸,加工制作斗拱模型,测试材料含水率、顺纹抗压强度、顺纹抗剪强度、弹性模量以及抗弯强度,正确安装共40个位移计(绝对位移与相对位移)并校准,校准各压力传感器,分别竖向荷载施加0.8t、1.6t以及2.4t荷载进行水平低周反复荷载试验,分析各测点的位移变化情况,水平力与位移的关系,观察各结构构件的破坏程度,数据处理软件进行数据分析,总结斗拱侧向刚度变化规律及绘制力与位移的滞回曲线。试验计划:2016.12.192016.12.29开题2016.12.292017.01.14材料、设备准备2017.01.142017.02.14制作试件、调制设备2017.02.142017.03.14斗拱试验2017.03.142017.04.14数据分析2017.04.142017.05.14撰写论文2017.05.142017.06.01准备答辩
4. 研究创新点
1、进行足尺寸斗拱模型试验,更加准确进行试验,数据更具有说服力;2、运用现代胶合木结构材料制作的斗拱进行抗震试验,研究现代胶合木结构材料用于古建筑结构构件的可行性;3、选取明代建筑为原型,针对该建筑的柱头四铺作插昂造斗拱进行试验研究,对明代建筑斗拱研究的做出一份贡献;4、选取斗拱下昂出跳方向进行水平低周反复荷载,研究斗拱下昂的结构作用。