干縮裂縫對歷史建筑木構(gòu)件受力性能影響的試驗研究.pdf

1、木材作為一種建筑材料曾普遍運用于歷史傳統(tǒng)建筑中，現(xiàn)存的古建聚落絕大部分是木結(jié)構(gòu)建筑。然而，木材因其獨特的各向異性特征，使得木結(jié)構(gòu)受溫濕度的影響非常明顯，主要表現(xiàn)為產(chǎn)生順紋干縮裂縫，而歷史建筑中的木構(gòu)件歷經(jīng)歲月，干縮開裂現(xiàn)象更是嚴重。因此，在評定歷史建筑聚落殘存木結(jié)構(gòu)的安全性時應該考慮干縮裂縫對木構(gòu)件承載力的影響。
　　為了確定縱向干縮裂縫的存在對木構(gòu)件受力性能的影響，本文通過設置人工扇形縫模擬自然干縮裂縫的方法，設計了4組共8根帶

2、有不同裂縫尺寸的圓形截面杉木長柱的軸心受壓試驗和4組共8根帶有不同裂縫尺寸的方形截面杉木長梁的三分點抗彎試驗，研究縱向裂縫對木柱軸壓承載力和木梁抗彎承載力的影響。試驗結(jié)果表明:在構(gòu)件尺寸、試驗條件相同的情況下，設有縱向扇形縫的試驗柱軸壓極限承載力較未開縫參照柱軸壓極限承載力有所降低，且裂縫深度較淺時承載力降低程度可忽略不計，隨著裂縫深度的增加木柱軸壓極限承載力下降程度會更加明顯，當縱向干裂木柱的裂縫深度達到木柱柱徑64％左右時構(gòu)件軸壓極

3、限承載力較完整木柱構(gòu)件下降程度可達20％;設有縱向扇形縫的試驗木梁抗彎極限承載力較未開縫參照木梁抗彎極限承載力有所降低，且裂縫深度較淺時承載力降低程度可忽略不計，隨著裂縫深度的增加木梁抗彎極限承載力下降程度會更加明顯，縱向干縮裂縫對木梁受彎承載力的影響在于改變了承載力驗算控制條件。由于裂縫削弱了木梁順紋抗剪截面面積，隨著裂縫深度的增加，木梁受彎承載力驗算條件將由抗彎控制轉(zhuǎn)變?yōu)榭辜艨刂疲疚耐ㄟ^提出裂縫開展界限指標的計算方法來考慮縱向干縮

4、裂縫對木梁受彎承載力的影響。當裂縫深度等于界限值時，木梁的抗彎強度和抗剪強度同時耗盡;當裂縫深度小于界限值時，木梁受彎控制條件為抗彎承載力，裂縫的影響可忽略不計;當裂縫深度大于界限值時，木梁受彎控制條件為抗剪承載力，應考慮裂縫的影響。
　　借助ABAQUS有限元軟件建立木柱、木梁的有限元模型進行數(shù)值模擬，將有限元計算結(jié)果與試驗實測值對比分析，驗證了ABAQUS數(shù)值模擬木結(jié)構(gòu)構(gòu)件受力性能的可行性及可靠性。在此基礎上，利用有限元軟件進