古建筑木结构梁裂缝的损伤识别研究

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我国古代木结构有着辉煌的历史,为人类做出过重大贡献,是世界上独具风格的一门建筑科学,属于重要的历史文化遗产。随着科技的发展和人民生活水平的提高,国民素质也在不断地增长,人们越来越重视历史文化的价值,但是国内对于木结构的研究却越来越少,只有少数的几所高校还保留有木结构的课程。这使得对古建筑的保护与检测逐渐发展成一门热点学科。无损检测技术、损伤识别技术、健康监测技术都是古建筑领域内比较热门的研究方向。但是这些针对古建筑的检测技术都有其各自的缺点,无法做到全面、高效、准确,甚至有些技术手段还仅停留在理论阶段。本文针对这一现象,对不同的检测技术手段进行了归纳总结。指出其各自适用的领域,阐明了无损检测技术与损伤识别技术本质上的不同。对几种无损检测与损伤识别技术分别进行了简单的介绍。对单根木梁进行了基于动力特性试验的损伤识别。首先对无损状态与有损工况下的14根木梁进行了模态试验。试验使用力锤激振法,对其前三阶固有频率与振型在DASP软件中进行提取,分析了固有频率、位移模态、曲率模态等损伤指标与不同工况间的关系,得出固有频率比指标相对于固有频率与固有频率差指标能更好的识别损伤是否发生的结论,但是其无法判断损伤的位置;位移模态指标不能识别出损伤是否发生,不是可靠指标;曲率模态指标能够识别出损伤是否发生,也能够判断损伤发生的位置,但是对小损伤的敏感度不高。后又对木梁进行了有限元模拟,增加了试验中没有的工况,用固有频率、位移模态、曲率模态等指标对有损木梁进行损伤识别,得出了与试验相同的结论。这三种指标对于干缩裂缝的识别效果都不甚理想。这些结论为古建筑整体损伤识别提供了依据,可应用于未来的健康监测系统中。
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