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木结构设计计算实例(精选8篇)

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木结构设计计算实例篇1

木构件(包括木柱、木梁、木楼梯及其他木构件)

1.木柱、木梁,按设计图示尺寸以体积计算,单位:m3。

2.木檩条按设计图示尺寸以体积计算,单位:m3;或按设计图示尺寸以长度计算,单位:m。

3.木楼梯,按设计图示尺寸以水平投影面积计算,单位:m2。不扣除宽度小于或等于300mm的楼梯井,伸入墙内部分不计算。木楼梯的栏杆(栏板)、扶手,应按其他装饰工程中的相关项目编码列项。

4.其他木构件,按设计图示尺寸以体积或长度计算,单位:m3或m。

注:

在木构件工程量计算中,若按图示数量以“m”为单位计算,则项目特征必须描述构件规格尺寸。

木结构设计计算实例篇2

木结构建筑的优势

(一)环境相容性

森林是陆地生态系统中最大的碳库,在降低大气中温室气体浓度、减缓全球气候变暖中,具有十分重要的作用。CO:是全球气候变暖的关键原因,而树木在生长过程中,不断从大气中吸收COZ,然后利用太阳能将它转化为建筑产品的原材料。木材作为地球生态系统产生的自然资源,属于负碳性建筑材料,因为木材产品固化的碳比它在生产和使用过程中释放的碳更多,因此,在建筑材料中多选用木材,将有助于抑制大气中CO:含量的增长,减缓全球气候变暖的趋势,对人类的生存与发展具有重要意义。

首先,木材是绿色环保生物质材料,木材的制造、运输和供应需要的能耗要低于钢材或混凝土,并且其对环境所带来的负荷是最小的。木结构建筑与环境亲和,木结构件和连接件既可标准化生产,又可以在工地上组装形成了构件标准化和建造装配化等特点,缩短了建筑周期。因此,施工安装速度远远快于混凝土结构和砖石结构。其次,木结构建筑具有优秀的保温隔热性能。因为木材本身是天然的绝热材料,木材的蜂窝状结构使保温性能大大优于密度大的钢材和混凝土等材料。木材的热阻值约是混凝土的9倍,钢材无显著热阻。除此以外,轻型木结构的保温隔热性能还源于它的木龙骨空腔内(墙体、屋盖和楼盖的空腔内)可填充玻纤、矿棉等保温材料。同时木材的可循环利用性,对困扰城市生态环境的问题也提供了有利的帮助。

(二)结构安全性

木结构的安全性在于它的韧性大,且因木结构的箱式结构能将力均分,自身结构轻,又有很强的弹性恢复性,对于瞬间冲击荷载和周期性疲劳破坏有很强的抵抗能力,所以,在地震中吸收的地震力小,结构在基础发生位移时可由自身的弹性复位而不至于发生倒塌。因此,木结构建筑在地震中往往具有墙倒架不塌的特征。目前的合成材料应用技术比较成熟,可以添加一些合成材料以提高木材本身的强度,如复合木型材就克服了天然木材顺纹剪切强度低的缺陷。另外,木材经防火处理可达到建筑的防火要求,一旦发生火灾能为人员逃逸争取更长的时间。

由于现代轻型木结构建筑具有良好的抗震性能,因此,它对保护居住者的生命安全能起到重要的作用,尤其在地震多发区,更显露出木结构建筑的优越性。

(三)空间利用性

轻型木结构建筑的墙和天花板组件都很紧凑。紧凑的组件能满足建筑物外壳的一切需求。例如,木墙骨柱为38mmx140~的墙体,远远薄于框架填充墙及砖石结构的墙体厚度。在建筑占地面积相同的情况下,墙壁较薄就能增加内部的居住空间。

木结构设计计算实例篇3

木结构建筑结构设计要求及方法

木结构建筑已经成为现代化城镇建设的趋势,该建筑结构部具有非常好的生态环保效果,经济效益较高,耐久性较好,对我国建筑建筑发展具有至关重要的作用。

(一)木结构建筑结构设计要求

1、木结构建筑结构高度不得高于三层:木结构建筑结构发展非常迅速,尤其是近年来,技术体系已经得到了非常好的完善。但在上述发展过程中,其整体技术水平与欧美国家相比仍有一定差距,建筑高度只能够达到三层左右。一旦超过上述高度,木结构建筑安全性将无法保障。

2、木结构建筑结构要与环境相协调:木结构建筑结构设计的过程中要做好对建设环境的分析,要把握好周围环境状况,确保设计内容与自然环境一致,真正实现建筑与生态的统一。

3、木结构建筑结构要符合可持续发展观:木结构建筑结构设计过程中要对其材料、构件等进行科学选取,要保证材料、构件等内容能够与生态建设需求相同,从而提升建筑结构的生态效益和经济效益。当前木结构建筑材料过程中主要从温度、湿度、养分等方面进行防腐控制,通过结构设计完成木结构材料的保护。而在构件设计过程中主要从截面、尺寸等方面出发,通过该内容改善材料使用效益,提升材料经济价值,提升木结构建筑结构可持续发展效益。

4、木结构建筑结构要符合力学原理:木结构建筑结构需要具有良好的抗震性及抗风性,要能够承受外力的冲击。在该结构设计过程中要做好力学原理分析,要对力学内容进行对应把握,从力学结构出发形成对应力学体系,如高次超静定结构体系、次要结构受力体系等。由该力学内容出发进行合理设计,最终确定木结构建筑结构刚度、整体性等。

(二)木结构建筑结构设计方法

木结构建筑结构设计内容较为复杂,需要依照环境状况对设计方法进行对应选取,只有实现上述方法的合理运用,木结构建筑结构设计才能够真正符合城镇建设需求。轻质木结构建筑结构设计方法主要为有限元分析法。

有限元分析法主要通过数学微分完成木结构建筑结构设计的分析及运算。该方法计算准确性和科学性较高,逻辑关系紧密,分析效益明显高于其他数学分析方法,是轻质木结构建筑结构设计的核心计算内容。有限元分析法在进行木结构建筑结构设计时依照数值分析内容及差分分析内容对设计中的数据进行处理,由该处理内容确定结构之间的关系,建立数学模型,形成对应模拟体系,从而明确木结构建筑结构的设计性质及设计效益。在设计数学分析过程中人员要做好以下四方面内容:第一,对设计内容进行划分。人员要依照具体木结构建筑结构状况进行分析划分,将结构划分为形状规则、内容单一的标准受力单元;第二,对单元内容特征进行分析。人员要依照有限元分析法对单元结构进行处理,由有限元分析处理确定单元之间受力状况及特征;第三,对单元进行组装,确定结构状态。人员要依照上述单元性质对其整体结构刚度进行明确,将初始状态及受力状况数据带入到微分方程中进行处理,确定最终设计结构效果;第四,实施CAD构图。由关系内容及数据内容确定CAD构图,以CAD系统确定最终设计方案。除此之外,在木结构建筑结构设计的过程中人员还常使用边界元分析法及有限差分析法进行设计结构分析。上述两种方法也是主要通过数学建模及CAD系统进行分析,主体分析方法与有限元分析一致。

木结构设计计算实例篇4

当今木结构的常用加固方法

我国现存的木结构古建筑已经使用了几百甚至上千年,由于同时受周围环境和时间的影响,木结构材料通常会发生腐蚀的情况,从而降低了木材料所能承受力的大小的性能,最终会使古建筑木结构遭到破坏和承受力的强度减小。古建筑木结构木材料的性能降低会直接影响到木材料的强度和木结构的使用寿命。当今结构所采用的加固方法多是从提高结构的有效受力面积出发(如加大载面法等)减小截面的应力,或者直接改变结构的受力体系,改变其传力途径(如增加支撑法等)从而降低结构构件的受力,最终达到加固的目的。木结构加固中需根据实际条件以及使用要求选择适宜的加固方法。

1、落架大修:即全部及部分拆落木构架,对残损构件和残损点逐个进行修整,更换残损构件,再重新安装,并在安装时进行整体加固。该法是在梁架构件拔榫、弯曲、腐朽、劈裂非常严重,必须更换构件或使榫卯归位的情况下采用的加固措施。

2、支顶拔正:即在不拆落木构架的情况下,首先对整体梁架支顶,使倾斜、扭转、拔榫的构件复位,再进行整体加固,对个别残损严重的梁枋、斗等应同时进行更换或采取其它修补加固措施。该法是在建筑物外闪严重,但大木构件尚完好,不需换件或仅需换个别件的情况下采取的加固措施。

3、修整加固:即在不揭除瓦顶和不拆动构架的情况下,直接对木构架进行整体加固。该法仅适用于木构架变形小,构件位移不大的维修工程。

4、墩接加固法:即将柱子糟朽部分截掉,换上新料,通常用于柱根的加固。常见的作法是做刻半榫墩接,方法是:将接在一起的柱料各刻去直径的1/2作为搭接部分,搭接长度一般为柱径的1~1.5倍,端头做半榫,以防搭接部分移位。

5、嵌补加固法):当梁、柱裂缝不大或梁、柱轻微糟朽时可采用嵌补加固法。对于梁的干缩裂缝,当构件的水平裂缝深度小于梁宽或梁直径的1/4时,可先用木条和耐水性胶粘剂,将缝隙嵌补粘接严实,再用两道以上的铁箍或玻璃钢箍箍紧。对于木柱的干缩裂缝,当其深度不超过柱径(或该方向截面尺寸)1/3,且裂缝宽度小于30mm时,可用木条嵌补,并用耐水性胶粘剂粘牢。对于柱子糟朽,当仅为表层腐朽,且经验算剩余截面尚能满足受力要求时,可将腐朽部分剔除干净,经防腐处理后,用干燥木材依原样和原尺寸修补整齐,并用耐水胶粘剂粘接。嵌补加固法的目的相当于恢复木构件的受力截面,但由于木构件相当于由两部分组成,

故受力性能不如原木。

6、铁件加固法:当梁、柱裂缝较大时,对其进行嵌补的同时还需要进行铁件加固;当柱根糟朽范围较大时,在对其进行墩接的同时,还需对墩接部位进行铁件加固;梁、柱节点拔榫时也可采用铁件加固法。铁件加固法通常是用扁铁将梁、柱构件箍牢或者用扁铁将梁、柱节点进行连接。铁件加固法通过采用扁铁承担构件的部分拉、压、弯、剪、力,有效地提高了梁、柱构件的力学性能。

7、支顶加固法:通过对梁架进行支顶来减小其挠度的方法。支顶加固通常有两种形式:当木梁下有梁枋时,可在梁枋上设置木柱作为附加支座;当木梁下没有梁枋时,可在木梁侧方设置铁钩拉接,铁钩一端钉入木梁内,另一端钉入附近梁架内,该铁钩同样起到附加支座作用。支顶加固法可有效改善木梁内力重分布,降低木梁跨中挠度和弯距,提高木梁的受荷性能。

8、化学加固法:是通过化学药剂的处理,使已遭受菌、虫和机械损害的木材性质稳定的一种方法。古建维修中常用的化学加固所用材料每100g重量配比如下[2]:304号不饱和聚酯树脂100g;1号固化剂(过氧化环乙酮苯)4g;1号促进剂(环烷酸钴苯乙酸液)2~3g;石英粉100g。使用时,先加固化剂,搅拌均匀,再加促进剂,搅拌均匀后加石英粉即可。化学加固法除了能增加木材的强度外,还能增加木材的尺寸稳定性和防腐、抗虫能力。

9、FRP加固法:即采用FRP材料对木结构构架进行加固的方法。纤维增强复合材料(FRP)是由纤维和树脂基体两种不同性能、不同形态的组分材料通过复合而成的一种多相材料,是一种新型复合材料,主要由高性能纤维、聚酷基、乙烯基或环氧树脂组成。FRP材料具有比强度和比模量高、自重轻、施工方便、良好的耐腐蚀性能等优点。一般来说,FRP在木结构中的加固思路主要有:抗弯加固,利用FRP抗拉强度高的特性,将其粘贴在木梁受拉区,使之与木梁共同承受荷载,以提高木梁的受弯承载力,从而达到加固补强的作用;抗剪加固,把FRP粘贴于构件的剪跨区,起到与箍筋类似的作用,从而提高构件的抗剪承载力;抗压加固,对木柱用FRP包裹适当区域,约束木柱变径向形,从而提高木柱的受压承载力。

根据木结构不同的破坏症状,采取合适的加固方法均可有效提高古建筑木结构的力学性能。随着对古建筑木结构的保护研究进一步深入,为使木结构加固方法将更加趋于安全、经济和高效,对于木材特性与其他材料的特性如何相统一协调,是木结构加固下一步的研究方向。

通过本文的介绍,相信大家对木结构设计计算实例有一定的了解了,这些计算方法和工具可以帮助我们确定木材的尺寸、数量、连接方式等参数,以确保木结构的安全和稳定性。希望本文对读者有所帮助,让大家更好地了解木结构设计中的计算过程,从而为建筑结构的安全和可靠性做出贡献。

木结构设计计算实例篇5

关键词:土木工程;基础设计;问题;措施

一、土木工程建筑结构基础设计应注意的问题

1、承重柱设计

对于抗震烈度要求为六度的地区,很多设计人员在认识上存在六度地区不需要进行设防的错误观念,很多设计人员将承重柱的截面积设计的较小,这样可以比较方便的进行受力分析,但是这样做导致承重柱的截面较小,在外力作用下,由于柱和梁之间存在着弯矩约束,往往会产生开裂,导致塑性铰的出现。这样给建筑的结构埋下了安全隐患,使建筑的耐久性大打折扣,一旦遭遇较大的地震,往往不能够有效的抵抗地震的破坏,容易发生倒塌,造成重大人员生命和财产损失。

2、构造柱概念

在房屋建筑结构设计当中很多设计人员不能够很好的分清构造柱和承重柱的区别,导致二者之间经常发生混淆,严重的影响了建筑结构的可靠性。对于砖混结构的建筑,采用构造柱能够在很大程度上增加墙体的抗剪能力,并且和梁相配合,能够在很大程度上防止建筑墙体出现裂缝,对于建筑建构抗震性能的提升具有重大的意义。而一些设计人员由于没有对构造柱形成正确的认识,导致构造柱往往被当作承重柱使用,使其原本的功能无法得到发挥,同时还会造成一系列的负面影响。

二、对房屋建筑结构基础设计的建议

1、从建筑工程实际出发。设计人员在进行房屋建筑基础设计的过程当中应站在整个房屋建筑的整体高度出发,充分考虑地基以及上部结构之间的关系,在此基础之上还要科学的结合各种假定。一般来说由于基础上部结构往往要晚于基础的设计,因此要采取相应的措施,尽可能的减少由于上部结构滞后而带来的误差,从而确保房屋结构基础设计的质量。

当前建筑结构基础设计主要是根据结构力学以及弹性力学来进行的,具有操作简单、可靠性高的优点,能够保证取得较好的设计效果,尤其是对于一些地质情况比较好的基础来说更能得到满意的效果。随着钢筋混凝土框架结构在建筑结构中的广泛使用,传统的结构设计方法就显得力不从心。这是因为这种结构对于基础的要求较高,一旦出现沉降,就会收到较大的影响。采用结构力学以及弹性力学计算软土地基上的条形基础也与实际的情况有很大的差距。当前高层建筑的数量不断的增多,随着建筑高度的增加,其垂直方向上的载荷也会随着增加,对地基产生的压力也会加大,这样基础在较大的载荷作用之下常常会出现沉降。因此在进行高层的框架结构设计过程当中,应该注意基础的柔性,降低基础的刚度。

2、建立建筑工程设计机构的三大系统。一是建立土木工程设计、施工的技术和控制信息系统。应用信息技术系统及设备,现代建筑师可以充分直观地展示新时代的设计理念和建筑美学,可以尽情地表达大胆的创意和神奇的构思,超越时间和空间,塑造并优化创作成果,使其创作成果达到传统创作方式无法比拟的新境界。二是建立土木工程各项管理的信息系统。准确高效地制定土木工程技术应用标准和标准化管理信息系统,及时修编标准,便于检索查询和管理有关标准,随时随地选用标准和对标准的执行进行检查验收,从而有效地推进标准化管理。三是建立土木工程商务贸易信息系统,大大提高企业的决策能力和水平。通过电子邮件、互联网传递,使建筑项目和承建商、材料供应商的信息沟通有效克服招投标过程中的信息不对称状态,同时增强透明度,推进公开化,网上招投标相当规模业务的开展将会更加规范市场行为,提高工作效率,降低工作成本,使招投标的竞争在更广范围更高的层次上进行。

3、强化建筑结构受力性能

3.1增强土木工程施工中建筑结构的整体牢固性。

土木工程施工中建筑结构必须具备极强的承载能力,保持整体牢固性。在建筑结构中存在一个地方的局部破坏的情况下,不能够由此而带来大范围的连续性的破坏,避免土木工程建筑物的倒塌。为了增强土木工程施工中建筑结构的整体牢固性,在结构设计过程中首先选择合理的结构形式,然后必须保证建筑结构具备非常良好的延展性和一定的冗余度,以便建筑结构能够有效应对地震、爆炸等灾害荷载以及各种各样的由于人为的差错而造成的灾难性的问题,切实避免潜在的安全隐患。

3.2增强土木工程施工中建筑结构的耐久性。

土木工程施工中建筑结构必须增强在干湿、冻融等大气侵蚀以及土木工程周围水、土中有害化学介质侵蚀等环境因素作用下的耐久性。必须采取防水、抗裂保护等措施避免混凝土结构中的钢筋锈蚀或混凝土腐蚀,从而避免土木工程施工中建筑结构的安全事故。

3.3保证土木工程施工中建筑结构的性能合格。

土木工程施工中建筑结构的所有设计一定要与国家规定的技术规范严密符合。同时,国家安全生产监督管理部门必须根据相关的法规标准对于建筑结构的各项性能是否合格进行及时有效的监督。土木工程施工监理部门也必须对于建筑结构受力性能进行定期和不定期的安全检测。在施工过程中如遇到特殊情况应及时通知设计人员到现场配合施工单位一起参与制定施工方案。

3.4高度重视土木工程施工中建筑结构的安全性。

土木工程施工中建筑结构的安全性事关重大,因此,保证土木工程施工中建筑结构的受力性能,就必须充分重视其安全性,避免震坏倒塌的问题。结构的设计以及施工操作人员的水准问题直接影响了土木工程施工中建筑结构的安全性,一定要引起足够的重视。同时,也必须对于建筑结构进行合理的使用与维护,并进行定期和不定期地检测。在现阶段,土木工程施工中建筑结构的管理标准不够高,相对来说,世界上的同类规范是非常高的,从而很少或者根本不会产生一些安全事故,一旦产生一些较为重大的天灾人祸,也不会造成较为严重的损失。我国必须高度重视土木工程施工中建筑结构的安全性,保证建筑结构的牢固性,保证建筑结构具备较强的承载能力。通过保证建筑结构的安全设计,保证建筑结构在局部出现损坏的同时也不能够导致其它部分损坏甚至大范围的连续破坏倒塌造成极大的损失和悲剧,切实将损失降到最低限度。

3.5注重土木工程施工中建筑结构的控制技术。

按照所采取的控制措施是否需要外部能源,建筑结构的振动控制技术主要包括主动控制、主动控制和混合控制。为了更加注重土木工程施工中建筑结构的控制技术,可以从控制器设计角度来进行建模与模型简化。另外,对于面向低阶鲁棒控制器设计的辨识方法及模型简化技术等问题也有利于保证建筑结构的性能。

木结构设计计算实例篇6

在中国倡导低碳的大背景下,木结构建筑以及与之相关的木产业发展前景正在被越来越多的人看好。

木结构建筑发展飞速

在美国、加拿大等北美地区,90%以上的民用住宅都采用木结构;日本的民用建筑已达到65%以上;我国木结构建筑在停滞20年后的今天尚处于起步阶段;自从引进北美的现代木结构房屋以来,由于木结构建筑设计灵活、节能,环保、抗震及施工时间短等优点而得到人们的认可。近几年来,我国沿海发达地区木结构建筑发展较快,逐步由小型民用建筑发展为公用建筑。

也正是在这个发展机遇下,2010年8月16日至19日,中国建筑学会结构分会木结构专业委员会第五次工作会议暨第五届学术交流会议在上海召开。

作为国内较早的加工、建造及出口原木房屋、木结构房屋的专业企业,营口小雨集成房屋有限公司的总经理秦邦国在年会上除了认真听取了业内专家、同行们的学术研讨,同其他与会者一道,还饶有情趣地前往世博园参观了上海世博会城市最佳实践区温哥华案例馆等相关木结构展馆,他认为这也是木结构学术交流会的又一次饕餮盛宴。

无论美轮美奂的外观,还是节能环保的科技含量,城市最佳实践区温哥华案例馆都值得游客深思回味。温哥华案例馆的墙壁主要是软木材质,既可防火又可抗震,是安全性能极佳的建筑代表。

记者在现场了解到,展馆的墙壁主要分为内壁和外壁两部分。定向刨花板是墙壁中最主要的部分之一,加之玻璃纤维和石膏墙构成内壁。外壁加上一层呼吸纸,具有防火防辐射的作用,定向刨花板的木材主要采自云杉、冷杉的树群,加之玻璃纤维,通过胶合加固,制成房屋的立柱框架,具有抗震功能。而石膏墙可以防火耐高温。可以耐三至四小时的火烧。在北美,百分之九十的房屋都是这样的材质和机构。

木结构专业委员会副秘书长程少安称,过去二十年,人们一直在对现代木结构建筑进行研究,以便更好地掌握和提高抗震性能。对北美地震中房屋性能的考察也使得木框架建筑受益良多。实践证明,现代木结构建筑是一种久经证实的建筑方法,能够在强烈的地震中为人们带来安全。

大兴安岭木建筑企业“组团”参会

在木结构行业年会召开的同时,第二届上海国际木制环保住宅展览也在同一地点――上海新国际博览中心召开。作为该年会以及住宅展览的一个大的亮点,在大兴安岭当地政府主管部门领导的带领下,大兴安岭数十家知名木建筑企业“组团”前来参会参展,现场搭建一座座的1:1比例的别致木屋、木别墅吸引了参观者络绎不绝前来“串门”。

年会期间,在接受《小康・财智》记者采访中,据大兴安岭林产工业处处长张东彪介绍,大兴安岭发展木结构建筑等林产工业有着丰富的资源优势和环境优势。

大兴安岭是我国最大的林区,资源丰富,实施“天保工程”后每年仍有214万立方米的采伐任务,并可生产近60万立方米的伐区剩余物和造材剩余物,还有多年困在山上的风倒木、风折术、漂流木及伐区剩余物。可以说,为林产工业加工企业提供了原料保证。

张东彪指出,尤其是占大兴安岭森林资源总量70%的落叶松,其硬度大,耐腐蚀性高,纹理直、均匀,并且纤维索、半纤维素和木素含量较高,分别是33%、20%至35%和15%至35%。其纤维较其他材种长,是生产高密度纤维板和旅游木屋等木结构建筑的理想原料。

张东彪称,以木屋产业化带动结构调整,是大兴安岭林业发展的一个契机。

他认为,“大兴安岭林区现有林产工业企业无论从规模、设备、质量等方面均性能偏低,在新产品开发、应用新技术等方面能力亦较弱。为了壮大我区林产工业规模,促进我区林产工业产业结构调整升级,使我区资源和生产要素在更大范围和更高层次上流动和优化配置,发展木屋产业在这方面便成为一条可行的途径。”

2009年7月,在张东彪时任漠河县县长时,便积极将大兴安岭林区的木业发展与木建筑、木结构行业、市场对接。上一届年会(木结构专业委员会第四次年会)便在漠河召开。

在《小康・财智》记者的采访中,木结构专业委员会主任王伟回忆了一桩业内趣事。当年木结构建筑发展还没有被大众所熟知时,也是这位张县长,就有先见之明地早早认识到了木结构建筑的未来发展前景,以及对当地林业经济所带来的不可估量推动力。为了多方“取经”,张东彪曾经到他所在的学校办公室去推门,不请自来,就木结构建筑问题问东问西……

木结构设计计算实例篇7

古建筑木结构的结构特性

中国的古建筑是以木构架为主,构成了富有弹性的框架。

木构架结构有很多优点,首先,木结构恰到好处的分开了维护结构与承重结构,承重与围护结构分工明确,屋顶的重量完全由木构架结构来承担,外墙起遮挡阳光、隔热防寒的作用,内墙起分割室内空间的作用。由于墙壁不承受屋顶的重量,这种结构赋予了建筑物以极大的灵活性。其次,有利于防震、抗震,木构架结构很类似今天的框架结构,由于木材具有的特性,而构架的结构所用斗拱和卯又都有若干伸缩余地,因此在一定限度内可减少由地震对这种构架所引起的危害。

中国的古建筑从结构的角度看来,与我们现代的“框架”结构基本相似,两者最大的不同就在于其节点的构造不同。其中斗拱当属于最复杂的节点。斗拱在我国拥有两千多年的历史,其主要由一系列木构件纵横穿插、层层相接而成的。在较大或大型的建筑物中柱子和屋架之间的承接过渡部分主要应用的就是斗拱。斗拱主要承受屋面和上梁梁架的负荷,并将负荷传递到柱子上去。在室内使用斗拱时,其两端挑出,有分散梁枋节点处剪力和缩短梁枋跨度的作用。当斗拱应用于屋檐下时,向外出翘,承挑上部屋檐,使出檐更加深远。

我国科学家对中国古建筑木结构典型的节点进行了理论研究和试验,成功的采用试验的方法研究了中国古建筑木结构节点的性能,用人工老化的方法对不同类型的节点进行试验,来模拟自然退化条件下的节点性能。试验结果显示,当节点经过人工的不同损伤时,节点的抗弯刚度明显下降,因而,节点都为半刚性节点。采用三参数节点的模型很好的演示了该类半刚性节点的转角—弯矩关系,在非线性的分析中需要确定节点的切点刚度。通过此试验还对节点半刚性对木构件的性能影响进行了研究。

薛建阳等人将柳连接与斗拱连接视为半刚性连接,将础石与柱底之间的连接视为相对滑移层和铰接,将变刚度弹簧系数引入其中,通过对古建筑木结构的动力过程进行分析,从而得到了,在地震时各结构的受力情况。

我国著名科学家车爱兰采用了有限元数值计算和理论的现场测试相结合的方法,对应县的古塔的木结构进行了地震响应和受力特性的分析与研究。

近代学者在收集历史文物资料和实物调查的过程中,对其进行了一些探讨行的研究。研究中国古建筑的初级教材《清式营造则例》是由梁思成在1934年编撰而成。新中国成立以后,陈明达全面研究了宋朝的木材材料的性能。中科院自然科学史研究所对古建筑的历史发展的研究成果进行了系统的总结。在以前研究人员对古建筑的节点和木构斗拱的特性的了解十分的局限。

木结构设计计算实例篇8

古建筑木结构的修缮取材

用加速腐朽获得的木材,代替古建筑木结构中的旧木材,可以解决古建筑旧木材缺乏的弊端。一方面,在考虑腐朽条件下,对古建筑木结构大构件进行试验研究成为可能;另一方面,在加速腐朽前,可以确保新木材材质的一致性,使得腐朽后的木材和新木材具有可比性。通过试验研究,可以得出在不同老化程度下,各种性能指标的衰变规律,以及老化对整体性能的影响,从而可以模拟古建筑木结构在使用数百年后的实际力学性能。

中国古代木结构,在中国传统文化中占有很重要的位置,它们代表着中国古代科技发展水平。珍惜和保护这些文物古迹意义重大,本文针对古建筑木结构研究中存在的问题,把生物化学的研究方法应用到建筑结构分析中,用加速腐朽来解决古建筑木结构研究中的老化问题。用加速腐朽获得的木材,代替古建筑木结构中的旧木材,可以解决古建筑研究中旧木材缺乏的问题,同时确保新、旧木材材质的一致性,使腐朽后的木材和新木材具有可比性。从而使古代木结构研究能更深入、系统、完整的进行,为今后古建筑木结构状况勘查、维修方案制定和加固等保护性工程的实施,提供科学依据。