本文選題：木結(jié)構(gòu)　切入點(diǎn)：變形監(jiān)測　出處：《福州大學(xué)》2014年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

【摘要】：我國的古木建筑以歷史悠久,內(nèi)部裝飾華麗,布局合理,精雕細(xì)琢而文明于世,是我國重要的文物和珍貴的歷史文化遺產(chǎn),在世界上享有極高的盛譽(yù)。然而由于木材材質(zhì)易腐蝕和蟲蛀的特性,加之古建筑的建造年代久遠(yuǎn),在其服役過程中,受到環(huán)境荷載作用及疲勞效應(yīng)、腐蝕效應(yīng)等不利因素的影響,結(jié)構(gòu)不可避免地產(chǎn)生變形、損傷累積和抗力衰減,這些嚴(yán)重地影響了古建筑木結(jié)構(gòu)的正常使用和安全可靠性。為此本文從變形監(jiān)測與損傷識別兩方面對木結(jié)構(gòu)的工作狀態(tài)進(jìn)行了系列研究,主要的研究工作與取得成果如下：(1)針對木結(jié)構(gòu)的主要破壞形式,即梁撓度變形過大,榫頭脫卯和柱子傾斜過大等問題,從破壞模式的產(chǎn)生原因、常用變形監(jiān)測技術(shù)、長期健康監(jiān)測技術(shù)三個方面展開研究。研究提出了利用光纖光柵應(yīng)變傳感器進(jìn)行撓度監(jiān)測、位移計(jì)進(jìn)行榫頭脫卯監(jiān)測、傾角儀進(jìn)行柱子傾斜監(jiān)測的變形監(jiān)測方法,并通過一榀木構(gòu)架靜力試驗(yàn)和擬靜力試驗(yàn)進(jìn)行驗(yàn)證。研究結(jié)果表明,所提方法具有較高的精度和可行性。(2)針對木結(jié)構(gòu)節(jié)點(diǎn)剛度的損傷識別,采用統(tǒng)計(jì)過程控制方法,提出了超出控制圖上下界限比例作為節(jié)點(diǎn)損傷識別的指標(biāo)以及基于控制質(zhì)量圖的剛度識別方法,并通過一榀木構(gòu)架擬靜力試驗(yàn)進(jìn)行驗(yàn)證。試驗(yàn)結(jié)果表明,此指標(biāo)與節(jié)點(diǎn)的割線剛度具有相關(guān)性,隨著損傷的發(fā)展,節(jié)點(diǎn)割線剛度下降而此指標(biāo)則上升,從而可以粗略判別節(jié)點(diǎn)剛度的發(fā)展程度。(3)針對于木結(jié)構(gòu)的變形監(jiān)測要求,利用VB軟件研發(fā)了變形監(jiān)測系統(tǒng)。該系統(tǒng)包含傳感器子系統(tǒng)、信號采集子系統(tǒng)和數(shù)據(jù)分析與處理子系統(tǒng),通過木構(gòu)架結(jié)構(gòu)的實(shí)驗(yàn)室測試,初步驗(yàn)證該系統(tǒng)可以快速有效地對木結(jié)構(gòu)進(jìn)行變形長期監(jiān)測。
[Abstract]:The ancient wooden buildings in our country have a long history, gorgeous interior decoration, reasonable layout, meticulous carving and civilization. They are important cultural relics and precious historical and cultural heritage of our country. It has a very high reputation in the world. However, due to the corrosiveness of wood materials and the worm-eating properties of ancient buildings, they are subjected to environmental loads and fatigue effects in the course of their service. Due to the influence of adverse factors such as corrosion effect, the structure inevitably produces deformation, damage accumulation and resistance attenuation. These have seriously affected the normal use and safety and reliability of wooden structures in ancient buildings. In this paper, a series of studies on the working state of wood structures have been carried out in terms of deformation monitoring and damage identification. The main research work and achievements are as follows: (1) in view of the main failure forms of wood structures, namely, the deflection of beams is too large, the tenons and joints are too large, and the columns are inclined too large, from the causes of the failure mode, the common deformation monitoring techniques are commonly used. The long-term health monitoring technology is studied in three aspects: deflection monitoring with fiber Bragg grating strain sensor, tenon and joint monitoring with displacement meter, and column tilt monitoring with tiltmeter. The results show that the proposed method has high accuracy and feasibility. (2) the statistical process control method is used to identify the damage of the joint stiffness of wood structure. The ratio of the upper and lower limit of the control chart is proposed as the index of the joint damage identification and the stiffness identification method based on the control quality diagram is proposed. The method is verified by a quasi-static test of a wooden frame. The experimental results show that, This index is related to the Secant stiffness of the joint. With the development of the damage, the Secant stiffness of the joint decreases and the index rises. Therefore, the degree of development of the stiffness of the joint can be roughly judged. 3) according to the requirements of the deformation monitoring of the wood structure, The deformation monitoring system is developed by using VB software. The system includes sensor subsystem, signal acquisition subsystem and data analysis and processing subsystem. It is preliminarily verified that the system can quickly and effectively monitor the deformation of wood structures.
【學(xué)位授予單位】：福州大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號】：TU366.2

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本文編號：1596334