故宫博物院科研基金(KT2007-4)
- 作品数：22 被引量：295H指数：13
- 相关作者：周乾闫维明纪金豹张博杨小森更多>>
- 相关机构：故宫博物院北京工业大学山东交通学院更多>>
- 发文基金：故宫博物院科研基金文化部科技创新项目国家自然科学基金更多>>
- 相关领域：建筑科学更多>>
- CFRP加固古建筑榫卯节点振动台试验被引量：11
- 2011年
- 为保护古建筑,采用振动台试验方法,研究碳纤维增强塑料(CFRP)加固古建筑榫卯节点的抗震性能。基于某古建筑的实际尺寸,制作了1∶8缩尺比例的古建筑木结构空间框架模型,并考虑榫卯连接为燕尾榫形式,进行了振动台试验。通过白噪声激励,获得了构架的基频及阻尼比;通过输入不同峰值的El-Centro波,获得了构架的动力放大系数、典型节点的位移及加速度响应特征。结果表明:CFRP加固榫卯节点后,构架基频增大,阻尼比减小;在地震波作用下,加固后的构架具有更小的位移及加速度响应,且随着地震波峰值增大,减震效果越明显;此外,在地震波作用较强时,加固构架的动力放大系数明显小于未加固构架的;因此,CFRP加固古建筑榫卯节点具有较好的减震效果。
- 周乾闫维明纪金豹张博
- 关键词：榫卯节点CFRP加固振动台试验
- 汶川地震古建筑震害研究被引量：22
- 2009年
- 为保护古建筑,以四川剑阁县觉苑寺大雄宝殿为例进行了震害分析.通过现场勘查,讨论了汶川地震作用下该古建筑的主要震害症状,建立了震前结构有限元模型.通过进行模态分析,得到了结构的基频和主振型;考虑该建筑所在地区的实际震害烈度,通过进行地震反应分析,得到了不同时刻结构的整体变形、应力响应及典型节点和单元的动力响应曲线.结果表明:大雄宝殿产生柱子歪闪等震害的主要原因为前后檐穿插枋及双步梁拔榫,从动力响应分析结果来看,结构不会出现强度破坏.
- 周乾闫维明杨小森纪金豹
- 关键词：木结构地震作用动力响应汶川地震中国古建筑
- 汶川地震导致的古建筑震害被引量：31
- 2010年
- 为了解汶川地震造成的古建筑震害及对古建筑的保护,根据古建筑震害资料,通过归纳方法,获得了古建筑不同的震害症状:对木结构而言,主要有地基破坏、柱底侧移、柱身倾斜、节点拔榫、装修开裂、梁架歪闪、瓦件掉落、填充墙破坏等;而砖石及砖木结构由于承重材料的抗拉、压、剪强度相对较差,容易产生倒塌等严重震害。在此基础上,通过勘查分析方法,获得了古建筑产生震害的主要原因:地震力过大、古建筑缺乏及时保养与加固、施工原因及砖石材料本身强度差的原因等。针对不同的震害原因,提出了相应的抗震加固建议。在上述工作基础上,得出如下结论:为提高古建筑的抗震性能,应加强对古建筑的维护与加固,及时清除各种隐患,将地震产生的破坏减小到最轻的程度。
- 周乾闫维明杨小森纪金豹
- 关键词：汶川地震古建筑震害分析抗震加固
- 汶川地震古建筑轻度震害研究被引量：25
- 2009年
- 为保护古建筑,以四川省广元市觉苑寺逍遥楼为例,研究了汶川地震作用下,加固后的古建筑震害症状及抗震性能。根据震后勘查结果,讨论了逍遥楼的典型震害症状。根据木结构榫卯连接特点,建立了结构的有限元模型。通过模态分析,获得了逍遥楼的基频及主振型;通过对汶川波进行调幅并作用于该结构,获得地震作用下结构的内力及位移响应曲线;通过对结构进行7度罕遇地震作用下x、y双向响应谱分析,获得了结构的抗震能力。结果表明:加固后的逍遥楼振动形式以水平振动为主,在汶川地震作用下的震害程度轻,内力及变形响应峰值均在容许值范围内,且能够抵御7度罕遇地震作用。
- 周乾闫维明杨小森纪金豹
- 关键词：抗震加固汶川地震榫卯节点地震响应
- 古建筑木结构加固方法研究被引量：63
- 2009年
- 中国古建筑以木结构为主,具有悠久的历史和文化价值,保护意义重大。本文作者根据木结构古建筑特点,讨论了木结构的不同破坏症状,如开裂、糟朽、挠度及拔榫等。在此基础上,主要讨论了木构件的各种加固方法,如采用墩接法加固柱根,采用嵌补法加固开裂构件,采用铁件加固法加固榫卯节点或裂缝较大构件,采用支顶加固法改善木梁弯曲受力状况,采用化学加固法对结构进行防腐加固,采用FRP法加固梁、柱及榫卯节点等。最后,结合工程实际,对几种常用的加固方法进行数值模拟分析,获得了加固前后的结构内力及变形数据,得出了对于不同的破坏类型,采取适当的加固方法均可有效提高木结构受力性能的结论。随着科技发展,更经济、有效的加固方法将用于古建筑木结构保护中。
- 周乾闫维明李振宝纪金豹
- 关键词：古建筑木结构加固方法数值模拟
- 汶川地震可移动文物震害研究被引量：31
- 2010年
- 为探索汶川地震作用下以浮放为主的可移动文物的震害及防震措施,通过震后勘查,讨论了汶川地震造成的可移动文物的典型震害症状。从博物馆、陈列台、文物本身等三个方面,分析了可移动文物的主要震害原因和传统的防震措施的不足之处,对国内外可移动文物的先进防震技术进行了探讨,研究了其防震机理。基于国内外可移动文物防震经验,对我国可移动文物提出了防震建议。研究结果表明:汶川地震造成可移动文物震害除了地震本身因素外,文物防震措施不足是一个重要原因;为保证可移动文物的防震性能,首先应规范博物馆建筑抗震设计,其次考虑陈列台隔震技术应用,最后再考虑可移动文物与陈列台之间的可靠连接;采取先进的隔震技术对可移动文物的防震具有促进作用。
- 周乾闫维明
- 关键词：震害分析防震技术汶川地震
- 铁件加固技术在古建筑木结构中应用研究被引量：24
- 2011年
- 采用归纳分析及力学计算相结合的方法,研究了我国古建筑木结构工程中普遍采用的铁件加固技术。基于对数座古建筑的实际勘查及分析结果,研究了古建筑木结构采用铁件加固技术的分类及特点,客观地评价了加固效果,对不足之处提出了改进建议。结果表明:铁件加固技术可有效提高古建筑木结构的承载能力及刚度,但也存在加固件易锈蚀、不易更换且破坏木材的问题;另一方面,采取合理的铁件加固方式或者使用新的加固材料,将实现木结构有效保护。
- 周乾闫维明
- 关键词：木结构铁件加固技术加固效果中国古建筑
- 钢构件加固古建筑榫卯节点抗震试验被引量：19
- 2012年
- 为探讨古建筑榫卯节点的有效抗震加固方法,提出了一种钢构件加固方法.基于故宫太和殿某开间结构原型,制作了1∶8缩尺比例的木结构空间框架模型,考虑梁柱连接为燕尾榫形式,进行了低周反复加载试验,其中未加固构架试验进行了3组,加固试验进行了2组.基于试验相关数据,获得了节点的弯矩-转角滞回曲线和骨架曲线,对比分析了节点加固前后的耗能能力,刚度退化和延性等抗震指标.结果表明:钢构件加固榫卯节点后,节点拔榫量减小,抗弯承载力提高,刚度退化不明显,加固后的节点仍有较好的耗能能力和延性.因此钢构件具有良好的加固效果.
- 周乾闫维明周宏宇张博
- 关键词：榫卯节点抗震加固钢构件木结构中国古建筑
- 故宫太和殿木构件现状分析及加固方法研究被引量：24
- 2009年
- 为加强对古建筑的维修保护,故宫博物院对太和殿进行了勘查,发现如下木构件问题:西山挑檐檩跨中挠度过大;三次间正身顺梁及山面扶柁木榫头位置下沉10 cm;明间藻井下垂13 cm,井口爬梁已经开裂。通过运用结构力学相关方法,对这些构件的结构现状进行理论分析,研究了问题产生的原因,讨论了相应的加固方案,解决了这些问题。结果表明:西山挑檐檩虽然挠度较大,但强度满足要求,不需要加固;山面扶柁木榫头下沉的原因是局部受弯强度不足,但已通过支顶解决该问题;正身顺梁榫头下沉的可能原因是材料老化,局部受拉、弯、剪强度不足,通过采用钢木组合结构进行了加固;藻井下沉的原因是木材老化,井口爬梁抗弯及抗压承载力不足,通过采用扁钢箍加固的方法进行了加固。研究结果可为古建筑保护及修缮提供参考。
- 石志敏周乾晋宏逵张学芹
- 关键词：古建筑木结构加固方法
- 馆藏浮放陶瓷文物地震摇晃响应振动台试验被引量：5
- 2013年
- 为保护可移动文物，采取试验方法研究了地震作用下馆减浮放文物的摇晃响应。以故宫某展柜为原型，制作了1：1比例的模型，并在展柜内放置了一陶瓷文物，进行了振动台试验。通过白噪声激励，获得了展柜的基频；通过输入不同类型、不同强度的地震波，研究了展柜和文物的地震响应；通过数值模拟，从理论上对模型地震响应进行了进一步论证。结果表明：对展柜而言，其基频在29～35Hz之间，与地震波卓越频率相差较大，因而在地震作用下摇晃不明显；对文物而言，在地震波强度较小时能保持稳定振动状态，而在地震波强度较大时，文物容易产生明显摇晃并导致倾覆。此外，数值模拟结果与振动台试验结果吻合，证明了试验方法的有效性。在实际工程中，对高宽比较大的文物，应采取适当的加固措施，以减轻其摇晃震害。
- 周乾闫维明纪金豹
- 关键词：振动台数值模拟
