一种古建筑木梁的剩余抗弯承载力测定方法
【专利摘要】本发明涉及一种古建筑木梁的剩余抗弯承载力测定方法，属于木材科学与工程【技术领域】。对古建筑的标准小试件进行物理力学性能测试，得到标准小试件的微钻阻力值平均值、应力波传播波速和抗弯强度，以此为独立变量，对上述抗弯强度进行回归分析，得到拟合参数值，通过现场检测，获取待测古建筑木梁的非破坏性检测数据，将非破坏性检测数据代入到回归方程中，得到与每个区间相对应的抗弯强度，进而得到整个古建筑木梁的抗弯承载力。本发明方法能够准确、有效并定量地计算古建筑足尺木梁的剩余抗弯承载力，测定结果可以为古建筑的木结构保护和修缮方案的制定提供可靠的数据支持。
【专利说明】一种古建筑木梁的剩余抗弯承载力测定方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种古建筑木梁的剩余抗弯承载力测定方法，属于木材科学与工程【技术领域】。
【背景技术】
[0002]目前，由于非破坏性阻力仪和应力波测试设备的可携带性、检测范围适用性和可操作性，而被广泛应用于古建筑木梁的剩余力学性能检测和勘查等方面。但也存在这一定的局限性，存在以下几个问题:(I)破坏性试验的开展。由于古建筑的文物属性，可供用于足尺木梁力学性能测试的原材料十分有限，导致往往仅依靠非破坏性阻力仪测试和应力波测试来定性地评价古建筑足尺木梁的剩余抗弯承载力，无法做到定量评估。(2)多个单元区间的划分。对于古建筑木梁，往往采用单区间的应力波测试和阻抗仪测试结果来进行古建筑木梁的力学性能评价，即沿足尺木梁纵向仅包含一对应力波测试点，或取足尺木梁横截面高度上的阻力值平均值代表整个木梁的阻力值，导致单区间预测结果与足尺木梁的实际密度、弹性模量和承载力之间存在较大误差。
【发明内容】
[0003]本发明的目的是提出一种古建筑木梁的剩余抗弯承载力测定方法，以克服已有技术的不足之处，提出新的古建筑足尺木梁的剩余抗弯承载力评定方法，以准确、定量地评估古建筑中足尺木梁的剩余抗弯承载力。
[0004]本发明提出的古建筑木梁的剩余抗弯承载力测定方法，包括以下步骤:
[0005](I)将待测古建筑被替换的残损木构件加工成标准小试件，标准小试件的尺寸为20 X 20 X 300mm,对标准小试件进行物理力学性能测试，得到标准小试件的微钻阻力值平均值F、应力波传播波速V和抗弯强度f ；
[0006](2)以上述微钻阻力值和应力波传播波速为独立变量，对上述抗弯强度进行回归分析，得到拟合参数值C、D:f = C+DFv2 ；
[0007](3)通过现场检测，获取待测古建筑木梁的非破坏性检测数据，具体过程如下:
[0008](3-1)沿待测古建筑木构件的表面纵向布置k对测试点，分别测试应力波沿每对测试点路径方向的应力波传播波速，取k对测试点的应力波传播波速的平均值，作为待测古建筑木构件的应力波传播波速V1 ；
[0009](3-2)将待测古建筑木梁的横截面沿高度方向划分为2n+l个区间，每个区间的高度记为IiiQ = I,2,......, 2n, 2n+l),每个区间的面积记为 Ai (i = I, 2,......, 2n,2n+l)；
[0010](3-3)测定待测古建筑木梁沿高度方向的微钻阻力值曲线，将微钻阻力值曲线划分为2n+l个区间，根据每个区间的阻力值曲线得到该区间的平均阻力值，记为FiQ =
I,2，......，2n, 2n+l)；
[0011](4)将步骤(3)得到的应力波传播波速V1、区间平均阻力值Fi代入到步骤(2)的回归方程中，得到与每个区间相对应的抗弯强度fi(i = I, 2，......，2n，2n+l) =A+BFiVl2 ；
[0012](5)根据步骤(3)得到的区间面积Ai和步骤(4)得到的区间抗弯强度fi;对古建筑木梁的中性轴位置进行确定:
[0013]若下式
【权利要求】
1.一种古建筑木梁的剩余抗弯承载力测定方法，其特征在于该方法包括以下步骤: (1)将待测古建筑被替换的残损木构件加工成标准小试件，标准小试件的尺寸为.20 X 20 X 300mm,对标准小试件进行物理力学性能测试，得到标准小试件的微钻阻力值平均值F、应力波传播波速V和抗弯强度f ； (2)以上述微钻阻力值和应力波传播波速为独立变量，对上述抗弯强度进行回归分析，得到拟合参数值C、D:f = C+DFv2 ； (3)通过现场检测，获取待测古建筑木梁的非破坏性检测数据，具体过程如下: (3-1)沿待测古建筑木构件的表面纵向布置k对测试点，分别测试应力波沿每对测试点路径方向的应力波传播波速，取k对测试点的应力波传播波速的平均值，作为待测古建筑木构件的应力波传播波速V1 ； (3-2)将待测古建筑木梁的横截面沿高度方向划分为2n+l个区间，每个区间的高度记^ hj (i = 1,2,......, 2n, 2n+l),每个区间的面积记为 Ai (i = I, 2,......, 2n,2n+l)； (3-3)测定待测古建筑木梁沿高度方向的微钻阻力值曲线，将微钻阻力值曲线划分为2n+l个区间，根据每个区间的阻力值曲线得到该区间的平均阻力值，记为Fi (i =I, 2，......，2η, 2η+1)； (4)将步骤(3)得到的应力波传播波速V1、区间平均阻力值Fi代入到步骤(2)的回归方程中，得到与每个区 间相对应的抗弯强度fi(i = I, 2，......，2n，2n+l) = A+BFiVl2 ； (5)根据步骤(3)得到的区间面积Ai和步骤(4)得到的区间抗弯强度fi;对古建筑木梁的中性轴位置进行确定: 若下式
成立，则古建筑木梁的中性轴位于第k+Ι个高 度区间的中心处； (6)记步骤(3)得到的每个区间的高度中心至古建筑木梁的中性轴的垂直距离为HiQ
=1，2，……，2n, 2n+l)，整个古建筑木梁的抗弯承载力为:
【文档编号】G01N3/00GK104165795SQ201410369489
【公开日】2014年11月26日 申请日期:2014年7月30日 优先权日:2014年7月30日
【发明者】钟永, 任海青 申请人:中国林业科学研究院木材工业研究所