古建筑砌体结构损伤检测及其抗震安全性评价

摘要

文物古建筑中以砖墙类的砌体结构占大多数，现在保存下来仍然完好的砖墙类砌体结构大多都是宋元明清时代遗留下来的文物。受到诸如载荷作用、自然风化作用以及各种战乱、地震等突发性外在因素的影响，许多建筑物面临着损伤和损伤积累问题。这些损伤的积累有可能导致结构的使用性能降低或发生结构破坏。古建筑砌体结构一般存在整体强度下降、内部损伤破坏、地基缺陷、抗震性差等问题，在制定加固方案前需采取合适的检测手段分析判断存在的问题，以及问题的严重程度。本文以上海松江照壁结构的地基基础勘探以及建筑的结构损伤检测和结构抗震性能评价为例，采用理论分析、物理勘探、无损检测和有限元数值模拟相结合的方法，从古建筑结构地基勘探、砌体结构损伤检测、安全现状评价、结构抗震特性等多方面进行了研究与分析。
　　针对都市中的古砌体建筑结构的地基勘探问题，开展了基于表面波的地基调查方法研究。采用面波和地脉动相结合的方法进行地基勘探。基于高密度面波勘探和台阵地脉动勘探频散分析目标函数的统一表达式，采用加权函数把两个目标函数结合起来，提出了联合分析两种数据得到一条由高频到低频的完整的频散曲线的方法。通过联合反演得到了由地表到大深度的地下构造。
　　针对古建筑砌体结构的特点，开展了微动测试技术在古建筑砌体结构检测中的应用研究。通过现场数据采集及三维有限元固有值计算分析，得到了健全松江照壁结构以及损伤结构的固有频率和固有振型。比较健全结构和损伤结构的固有振型及刚度之差，提出了刚度损失指标的概念，对古建筑砌体结构进行损伤定位及定量评价。

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1 引言

1.1 选题依据

1.2 砌体结构检测及安全性分析的国内外发展现状

1.3 本文研究内容和方案

2 我国古建筑砌体结构的结构特点

2.1 古建筑砌体结构的结构形式和特点

2.2 松江照壁结构特点及现状

2.3 本章小结

3 高密度面波和地脉动台阵相结合的地基勘探方法

3.1 基于面波的地基勘探法

3.2 数据处理方法

3.3 松江照壁地基调查

3.4 本章小结

4 基于微动观测的砌体结构无损检测方法

4.1 基于结构固有振型变化的损伤识别方法

4.2 松江照壁结构的微动测试

4.3 基于微动测试动参数的结构损伤评定

4.4本章小结

5 砌体结构抗震安全性分析

5.1 松江照壁结构三维有限元模型

5.2 地震荷载及工况

5.3 松江照壁地震响应分析结果

5.4本章小结

6 主要结论及建议

6.1 主要结论

6.2 建议及展望

致谢

参考文献

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