一種古建筑木梁的剩余抗彎承載力測定方法
【專利摘要】本發明涉及一種古建筑木梁的剩余抗彎承載力測定方法，屬于木材科學與工程【技術領域】。對古建筑的標準小試件進行物理力學性能測試，得到標準小試件的微鉆阻力值平均值、應力波傳播波速和抗彎強度，以此為獨立變量，對上述抗彎強度進行回歸分析，得到擬合參數值，通過現場檢測，獲取待測古建筑木梁的非破壞性檢測數據，將非破壞性檢測數據代入到回歸方程中，得到與每個區間相對應的抗彎強度，進而得到整個古建筑木梁的抗彎承載力。本發明方法能夠準確、有效并定量地計算古建筑足尺木梁的剩余抗彎承載力，測定結果可以為古建筑的木結構保護和修繕方案的制定提供可靠的數據支持。
【專利說明】一種古建筑木梁的剩余抗彎承載力測定方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種古建筑木梁的剩余抗彎承載力測定方法，屬于木材科學與工程【技術領域】。
【背景技術】
[0002]目前，由于非破壞性阻力儀和應力波測試設備的可攜帶性、檢測范圍適用性和可操作性，而被廣泛應用于古建筑木梁的剩余力學性能檢測和勘查等方面。但也存在這一定的局限性，存在以下幾個問題:(I)破壞性試驗的開展。由于古建筑的文物屬性，可供用于足尺木梁力學性能測試的原材料十分有限，導致往往僅依靠非破壞性阻力儀測試和應力波測試來定性地評價古建筑足尺木梁的剩余抗彎承載力，無法做到定量評估。(2)多個單元區間的劃分。對于古建筑木梁，往往采用單區間的應力波測試和阻抗儀測試結果來進行古建筑木梁的力學性能評價，即沿足尺木梁縱向僅包含一對應力波測試點，或取足尺木梁橫截面高度上的阻力值平均值代表整個木梁的阻力值，導致單區間預測結果與足尺木梁的實際密度、彈性模量和承載力之間存在較大誤差。
【發明內容】
[0003]本發明的目的是提出一種古建筑木梁的剩余抗彎承載力測定方法，以克服已有技術的不足之處，提出新的古建筑足尺木梁的剩余抗彎承載力評定方法，以準確、定量地評估古建筑中足尺木梁的剩余抗彎承載力。
[0004]本發明提出的古建筑木梁的剩余抗彎承載力測定方法，包括以下步驟:
[0005](I)將待測古建筑被替換的殘損木構件加工成標準小試件，標準小試件的尺寸為20 X 20 X 300mm,對標準小試件進行物理力學性能測試，得到標準小試件的微鉆阻力值平均值F、應力波傳播波速V和抗彎強度f ；
[0006](2)以上述微鉆阻力值和應力波傳播波速為獨立變量，對上述抗彎強度進行回歸分析，得到擬合參數值C、D:f = C+DFv2 ；
[0007](3)通過現場檢測，獲取待測古建筑木梁的非破壞性檢測數據，具體過程如下:
[0008](3-1)沿待測古建筑木構件的表面縱向布置k對測試點，分別測試應力波沿每對測試點路徑方向的應力波傳播波速，取k對測試點的應力波傳播波速的平均值，作為待測古建筑木構件的應力波傳播波速V1 ；
[0009](3-2)將待測古建筑木梁的橫截面沿高度方向劃分為2n+l個區間，每個區間的高度記為IiiQ = I,2,......, 2n, 2n+l),每個區間的面積記為 Ai (i = I, 2,......, 2n,2n+l)；
[0010](3-3)測定待測古建筑木梁沿高度方向的微鉆阻力值曲線，將微鉆阻力值曲線劃分為2n+l個區間，根據每個區間的阻力值曲線得到該區間的平均阻力值，記為FiQ =
I,2，......，2n, 2n+l)；
[0011](4)將步驟(3)得到的應力波傳播波速V1、區間平均阻力值Fi代入到步驟(2)的回歸方程中，得到與每個區間相對應的抗彎強度fi(i = I, 2，......，2n，2n+l) =A+BFiVl2 ；
[0012](5)根據步驟(3)得到的區間面積Ai和步驟(4)得到的區間抗彎強度fi;對古建筑木梁的中性軸位置進行確定:
[0013]若下式
【權利要求】
1.一種古建筑木梁的剩余抗彎承載力測定方法，其特征在于該方法包括以下步驟: (1)將待測古建筑被替換的殘損木構件加工成標準小試件，標準小試件的尺寸為.20 X 20 X 300mm,對標準小試件進行物理力學性能測試，得到標準小試件的微鉆阻力值平均值F、應力波傳播波速V和抗彎強度f ； (2)以上述微鉆阻力值和應力波傳播波速為獨立變量，對上述抗彎強度進行回歸分析，得到擬合參數值C、D:f = C+DFv2 ； (3)通過現場檢測，獲取待測古建筑木梁的非破壞性檢測數據，具體過程如下: (3-1)沿待測古建筑木構件的表面縱向布置k對測試點，分別測試應力波沿每對測試點路徑方向的應力波傳播波速，取k對測試點的應力波傳播波速的平均值，作為待測古建筑木構件的應力波傳播波速V1 ； (3-2)將待測古建筑木梁的橫截面沿高度方向劃分為2n+l個區間，每個區間的高度記^ hj (i = 1,2,......, 2n, 2n+l),每個區間的面積記為 Ai (i = I, 2,......, 2n,2n+l)； (3-3)測定待測古建筑木梁沿高度方向的微鉆阻力值曲線，將微鉆阻力值曲線劃分為2n+l個區間，根據每個區間的阻力值曲線得到該區間的平均阻力值，記為Fi (i =I, 2，......，2η, 2η+1)； (4)將步驟(3)得到的應力波傳播波速V1、區間平均阻力值Fi代入到步驟(2)的回歸方程中，得到與每個區 間相對應的抗彎強度fi(i = I, 2，......，2n，2n+l) = A+BFiVl2 ； (5)根據步驟(3)得到的區間面積Ai和步驟(4)得到的區間抗彎強度fi;對古建筑木梁的中性軸位置進行確定: 若下式
成立，則古建筑木梁的中性軸位于第k+Ι個高 度區間的中心處； (6)記步驟(3)得到的每個區間的高度中心至古建筑木梁的中性軸的垂直距離為HiQ
=1，2，……，2n, 2n+l)，整個古建筑木梁的抗彎承載力為:
【文檔編號】G01N3/00GK104165795SQ201410369489
【公開日】2014年11月26日 申請日期:2014年7月30日 優先權日:2014年7月30日
【發明者】鐘永, 任海青 申請人:中國林業科學研究院木材工業研究所