茶胶寺单体结构损伤分析及修复加固研究

摘要

茶胶寺为柬埔寨吴哥古迹高棉建筑的杰出代表，属于世界文化遗产。由于本身砌筑方式不科学、组成单体的结构受力单元不稳定和各体系间联系不紧密，导致茶胶寺结构整体性和稳定性差，再加上外界环境和人为因素的影响，茶胶寺单体建筑出现了严重的破坏，急需进行修复加固。然而各国专家对吴哥古迹建筑艺术方面的研究偏多，修复加固方法大多仅凭借工程经验，以结构受力分析为前提提出修复加固较少，对修复加固后结构稳定性评估的未见报道。本文在充分调查认识整理茶胶寺现场勘测资料、砌筑工艺、建筑材料基础上，对各单体结构损伤情况进行了解读和分析了致损原因，根据结构受力特点以提高单体结构整体性和稳定性为目的，提出了茶胶寺单体结构修复加固方法，并利非线性有限元分析软件ABAOUS对修复加固前后各个单体结构进行了模拟，评估了修复加固方法。
　　主要内容包括：
　　(1)在充分调查整理茶胶寺现场勘查资料的基础上，从构件、台座、高棉拱和角楼四个方面对茶胶寺损伤现状进行了解读，分析了各种损伤出现的原因，利用非线性有限元软件ABAQUS对各种损伤现状进行了模拟，验证所提出的致损原因的正确性。
　　(2)参考现有的其他国家学者对吴哥古迹的修复加固方法，针对构件、台座、高棉拱和角楼各种不同类型的损伤情况和受力特点，以提高结构稳定性和整体性为目的，提出相对应的修复加固方案。
　　(3)对修复加固前后的结构进行数值模拟，分析对比修复加固前后的结构稳定性和受力情况，对修复加固方法的有效性进行评估，并找出修复后结构的薄弱环节，便于进行长期监测。
　　(4)利用非线性有限元软件ABAQUS对茶胶寺单体结构修复加固过程中存在危险的施工过程进行模拟，提出合理的安全的施工步骤。

目录

文摘

英文文摘

插图索引

附表索引

第1章绪 论

1.1 柬埔寨吴哥古迹建筑概况

1.2 课题研究背景和意义

1.3 相关课题的研究现状

1.3.1 砖石结构中石材材性研究

1.3.2 研究砖石古建筑中数值模拟的应用

1.3.3 无损检测和修复加固技术在砖石古建筑应用

1.3.4 国内外学者对吴哥古迹研究

1.4 课题研究内容、方法及研究成果

1.4.1 研究内容和方法

1.4.2 研究成果

第2章 茶胶寺结构构件损伤及修复加固研究

2.1 引言

2.2 修复加固基本原则和基本思路

2.2.1 基本原则

2.2.2 基本思路

2.3 有限元模型介绍

2.4 构件损伤破坏现状

2.4.1 构件破碎

2.4.2 构件歪散

2.4.3 构件缺失

2.4.4 构件断裂

2.5 茶胶寺建筑结构中构件断裂类型及原因

2.5.1 构件受剪切断裂

2.5.2 构件受弯曲断裂

2.5.3 其它非受力断裂

2.6 破坏构件修复加固技术

2.6.1 断裂构件修复加固

2.6.2 开裂而未断构件修复加固

2.6.3 窗、假门结构修复加固

2.7 本章小结

第3章 茶胶寺台座结构损伤及修复加固研究

3.1 引言

3.2 台座受力形式及损伤分析

3.2.1 台座受力分析

3.2.2 台座损伤现状及原因

3.3 台座抗倾覆和抗滑移验算

3.4 台座修复加固方法

3.4.1 提高内部填充砂土强度的措施

3.4.2 内部设置角柱加固措施

3.4.3 刻槽植入工字型钢加固措施

3.5 台座修复加固方法评估

3.5.1 内部设置角柱加固方法评估

3.5.2 刻槽植入工字型钢加固方法评估

3.6 本章小结

第4章 茶胶寺高棉拱损伤及修复加固研究

4.1 引言

4.2 高棉拱特点

4.2.1 高棉拱结构特点

4.2.2 高棉拱受力特点

4.3 高棉拱修复加固方法研究

4.3.1 三角架支撑法

4.3.2 拱趾拉结法

4.3.3 顶部拉结法

4.3.4 锚栓拉结法

4.3.5 水泥砂浆法

4.4 高棉拱修复加固方法评估

4.4.1 一端拱趾均匀沉降

4.4.2 一端拱趾外侧沉降(向外转动)

4.4.3 一端拱趾内侧沉降(向内转动)

4.5 本章小结

第5章 茶胶寺角楼损伤及修复加固研究

5.1 引言

5.2 茶胶寺角楼损伤现状

5.3 茶胶寺角楼修复加固方法

5.3.1 坍落石块填补方法

5.3.2 拉结方法

5.4 茶胶寺角楼修复加固方法评估

5.4.1 确定关键层

5.4.2 拉结后角楼角部沉降过程

5.4.3 拉结前后角楼角部沉降临界沉降值

5.5 茶胶寺角楼落架施工分析

5.5.1 落架顺序

5.5.2 落架时设置支撑方法

5.5.3 落架时拉结方法

5.6 本章小结

结 语

参考文献

致 谢