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穿斗式木结构民居现状调查与安全性提升技术研究

梁利军  
【摘要】:穿斗式木结构民居是木结构建筑的一种重要形式,承载着最为真实、丰富的历史与文化信息,是我国劳动人民的智慧结晶,在结构上它有着良好的承载力、耗能与变形能力,并因其独特的建筑形式广泛应用于我国南方农村地区。由于村镇住宅房屋的特殊性,穿斗式木结构民居仍然存在许多安全问题,尤其是西南山区,许多木结构房屋老化损毁、房屋倾斜、火灾隐患突出,居住安全问题堪忧,急需对其进行加固改造。课题组前期对西南地区传统村落民居进行了广泛调研,在此基础上,选择极具代表性的岜扒村进行木结构村落与民居的安全性提升技术研究。主要研究内容如下:(1)对岜扒村房屋进行实地调研和测量,对其建筑形式、建造技艺、结构形式等进行了归纳总结,得到了详细的数据和资料,重点对房屋存在的危险性和损坏原因进行分析,为其后期加固改造提供资料和数据。根据实地调研结果,总结其存在的问题,主要有耐久性、房屋整体倾斜和火灾问题,并分别对其加固改造方法进行了研究。(2)对于岜扒村房屋的耐久性问题,从房屋的节点加固、木构件加固、木构架刚度加固、增强围护墙体与木柱的拉结、屋面工程修缮等方面来研究,主要利用扒钉、木条、角钢、钢板等常见且经济性较好的构件作为加固材料,提高房屋的安全性能;对于火灾问题,对其发生的特点及危险性进行了分析,利用火灾动力软件FDS模拟火灾蔓延的过程,从建筑材料、建筑结构、电气防火、平面布局和消防措施等方面提出提升其抗火防火能力的技术措施。(3)对岜扒村房屋木构架的倾斜问题,分析了其倾斜原因和主要特征,对典型穿斗式木结构房屋建立有限元模型,分析不同偏斜程度下木构架的应力变化规律及所需要的复位力,指出倾斜木构架的受力薄弱点和破坏特征,根据模拟结果,对不同歪斜程度的房屋分为四个等级,并对不同等级采用不同的应对方法,为以后该类房屋的纠偏工程提供理论参考。结合模拟结果,综合考虑建筑特征、经济、施工环境等因素,对传统的纠偏方法和工具进行改良,以解决传统纠偏方法中仅靠经验施工容易出现强拉硬拽、纠偏不到位或纠偏过量的问题。综上,本文通过对岜扒村穿斗式木结构民居危险性调查,为今后该类房屋的相关研究提供了详实的数据支撑;以经济简单为原则,提出了提升该类房屋安全性能的方法,为今后指导实际工程的建设、改造和加固提供技术依据。


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