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| 內容簡介： |
中国古建筑以其极高的文化和科学价值屹立于世界建筑之林，是中华文明不可分割的组成部分。它的传承和保护，具有重要的社会意义。本书系统地介绍了古建筑木结构的损伤评估方法及加固性能。全书共12章，主要内容包括绪论、单层殿堂式古建筑木结构动力分析模型、不同松动程度下古建筑透榫节点拟静力试验及分析、不同松动程度下古建筑透榫节点的有限元及参数分析、歪闪斗栱节点受力性能的有限元分析、古建筑木结构地震损伤识别研究、基于震损识别的古建筑木结构状态评估方法、基于结构潜能和能量耗散的古建筑木结构地震破坏评估、扁钢和碳纤维布加固古建筑木结构抗震性能研究、古建筑木结构加固残损节点的性能分析与设计方法，以及古建筑木结构斗栱修缮加固及自复位耗能增强研究。
本书内容丰富，资料翔实，可供从事古建筑结构性能研究及保护工作的工程技术人员，以及高等学校相关专业的师生参考。
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| 目錄：
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第1章 绪论1
1.1 概述1
1.2 古建筑木材及其性能退化2
1.3 榫卯节点的连接及残损4
1.4 斗栱的特性及残损8
第2章 单层殿堂式古建筑木结构动力分析模型11
2.1 概述11
2.2 单层殿堂式古建筑木结构简化计算模型12
2.2.1 古建筑木结构水平地震作用下的受力机理12
2.2.2 简化计算模型基本假定15
2.2.3 简化计算模型15
2.3 古建筑木结构摇摆剪弯简化模型地震反应分析原理17
2.3.1 动力方程的建立17
2.3.2 结构力学模型的选取19
2.3.3 地震波选取19
2.3.4 动力分析相关参数的确定19
2.3.5 动力方程的数值求解22
2.4 计算模型振动台试验验证25
2.4.1 完好古建筑木结构动力弹塑性计算结果验证25
2.4.2 碳纤维布加固古建筑木结构动力弹塑性计算结果验证30
2.5 本章小结34
第3章 不同松动程度下古建筑透榫节点拟静力试验及分析35
3.1 概述35
3.2 试验目的35
3.3 试验概况35
3.3.1 试件设计及制作35
3.3.2 试验设备和装置38
3.3.3 测试内容和测点布置39
3.3.4 加载制度40
3.4 试验过程及现象40
3.5 试验结果及分析44
3.5.1 M滞回曲线44
3.5.2 M骨架曲线46
3.5.3 强度退化48
3.5.4 刚度退化49
3.5.5 耗能50
3.5.6 延性与变形能力51
3.5.7 拔榫量与转角关系54
3.6 本章小结55
第4章 不同松动程度下古建筑透榫节点的有限元分析及参数分析57
4.1 概述57
4.2 有限元模型的建立57
4.2.1 材料本构关系的选取57
4.2.2 单元类型与网格划分58
4.2.3 边界条件与荷载施加方式58
4.2.4 定义相互作用59
4.3 有限元结果和试验结果对比分析60
4.3.1 试件变形图60
4.3.2 试件应力云图61
4.3.3 特征点有限元计算值与试验值对比64
4.4 古建筑透榫节点有限元参数分析69
4.4.1 榫头高度69
4.4.2 摩擦系数72
4.4.3 横纹弹性模量74
4.4.4 顺纹弹性模量75
4.4.5 顺纹抗拉强度77
4.4.6 轴向力79
4.5 本章小结80
第5章 歪闪斗栱节点受力性能的有限元分析81
5.1 概述81
5.2 斗栱节点有限元模型的建立81
5.2.1 无歪闪斗栱节点实体模型的建立81
5.2.2 歪闪斗栱节点实体模型的建立84
5.2.3 模型网格的划分86
5.3 材性参数的选取86
5.4 接触参数的确定87
5.5 模型求解算法和加载速率的确定88
5.5.1 求解算法88
5.5.2 加载速率的确定88
5.6 歪闪斗栱节点竖向受力性能有限元分析89
5.6.1 斗栱节点有限元模型的验证89
5.6.2 歪闪斗栱节点竖向单调加载模拟93
5.6.3 歪闪斗栱节点竖向受力性能分析99
5.6.4 歪闪斗栱在竖向荷载作用下的简化力学模型103
5.7 歪闪斗栱节点抗震性能有限元分析107
5.7.1 斗栱节点有限元模型的验证107
5.7.2 歪闪斗栱节点水平循环加载模拟113
5.7.3 歪闪斗栱节点抗震性能分析135
5.8 本章小结140
第6章 古建筑木结构地震损伤识别研究141
6.1 概述141
6.2 古建筑劣化木材力学性能损伤识别研究142
6.2.1 材性劣化主要类型142
6.2.2 材性劣化损伤理论143
6.2.3 木材材性劣化研究145
6.2.4 材质微观损伤试验147
6.2.5 奇异值分解的偏最小二乘理论153
6.2.6 损伤识别模型及其外部验证153
6.3 纵向裂缝梁柱模态应变能地震损伤识别研究154
6.3.1 典型构件裂损类型154
6.3.2 模态应变能指标155
6.3.3 基本动力参数损伤演化分析157
6.3.4 模态能量损伤演化分析164
6.3.5 灵敏度系数损伤演化分析172
6.3.6 观测噪声水平173
6.3.7 基于模态应变能的损伤识别方法174
6.3.8 识别分析与验证175
6.4 榫卯节点转动刚度地震损伤识别研究180
6.4.1 地震损伤类型180
6.4.2 刚度损伤指标180
6.4.3 榫卯节点损伤识别方法研究183
6.4.4 榫卯连接模型有限元分析190
6.4.5 榫卯节点转动刚度识别192
6.4.6 识别效果分析196
6.5 歪闪斗栱层间刚度地震损伤识别研究198
6.5.1 地震损伤类型199
6.5.2 层间刚度损伤指标199
6.5.3 斗栱损伤识别方法研究201
6.6 木构架地震损伤识别205
6.6.1 等效抗侧刚度损伤指标206
6.6.2 构架损伤识别方法研究209
6.6.3 构架模型侧移响应分析213
6.6.4 测试噪声特性指标215
6.6.5 等效抗侧刚度损伤识别216
6.6.6 基于震损识别的传感器布置和优化217
6.7 本章小结219
第7章 基于震损识别的古建筑木结构状态评估方法221
7.1 概述221
7.2 现有古建筑木结构地震损伤评估的现状221
7.2.1 结构震损参数222
7.2.2 结构震损指数222
7.2.3 结构震损分级222
7.3 状态评估理论223
7.3.1 层次分析法223
7.3.2 损伤指标隶属度225
7.3.3 模糊综合评估理论226
7.4 古建筑木结构震损系数向量及其评判矩阵227
7.5 古建筑木结构受损状态评估以应县木塔为例228
7.5.1 木塔历史状态与当前状态228
7.5.2 木塔微振动响应测试231
7.5.3 木塔各层微振动响应分析233
7.5.4 木塔刚度震损识别244
7.5.5 木塔受损状态评估245
7.6 本章小结246
第8章 基于结构潜能和能量耗散的古建筑木结构地震破坏评估247
8.1 概述247
8.2 古建筑木结构振动台试验模型设计及试验方案248
8.2.1 相似关系248
8.2.2 模型设计249
8.2.3 试验材料的力学性能252
8.2.4 地震波选取252
8.2.5 加载方案254
8.3 古建筑木结构地震作用下耗能分析255
8.4 古建筑木结构的关键耗能构件地震破坏评估260
8.4.1 关键耗能构件地震破坏评估模型的建立260
8.4.2 关键耗能构件地震破坏评估261
8.5 古建筑木结构的整体结构地震破坏评估266
8.5.1 整体结构地震破坏评估模型266
8.5.2 整体结构地震破坏评估267
8.6 基于破坏程度的古建筑木结构震害等级及抗震能力指数划分269
8.7 本章小结270
第9章 扁钢加固古建筑木结构抗震性能研究272
9.1 概述272
9.2 扁钢加固木构架榫卯节点的低周反复荷载试验272
9.2.1 试件设计与制作272
9.2.2 加载方案及测试内容274
9.2.3 试件的破坏特征275
9.2.4 试验结果与分析275
9.3 扁钢加固木结构模型榫卯节点的振动台试验280
9.3.1 试验概况280
9.3.2 试验过程与破坏特征282
9.3.3 试验结果与分析283
9.4 本章小结287
第10章 碳纤维布加固古建筑木结构抗震性能研究289
10.1 概述289
10.2 碳纤维布加固木构架榫卯节点的低周反复荷载试验289
10.2.1 试验概况289
10.2.2 试件破坏特征290
10.2.3 试件结果与分析290
10.3 碳纤维布加固单层殿堂式古建筑木结构振动台试验291
10.3.1 简述291
10.3.2 加固试验模型设计292
10.3.3 试验测量内容及加载方案294
10.3.4 试验结果分析297
10.3.5 与扁钢加固模型振动台试验结果比较327
10.4 本章小结330
第11章 古建筑木结构加固残损节点的性能分析与设计方法332
11.1 概述332
11.2 碳纤维布加固残损节点的破坏形态332
11.2.1 碳纤维布加固残损节点的方法332
11.2.2 碳纤维布加固残损节点的破坏形态334
11.3 碳纤维布加固残损节点的抗弯承载力计算336
11.3.1 计算基本假定336
11.3.2 材料的本构关系337
11.3.3 碳纤维布加固残损榫卯节点抗弯承载力计算方法338
11.3.4 影响参数分析338
11.4 碳纤维布加固残损榫卯节点的设计建议340
11.4.1 碳纤维布加固设计的基本原则340
11.4.2 碳纤维布加固设计计算公式及步骤340
11.4.3 碳纤维布加固设计公式尚应继续深入考虑的几个方面343
11.5 扁钢加固残损节点的破坏形态344
11.5.1 扁钢加固残损榫卯节点的方法344
11.5.2 扁钢加固残损榫卯节点的破坏形态344
11.6 扁钢加固残损榫卯节点的抗弯承载力计算346
11.6.1 扁钢加固残损榫卯节点区破坏截面的受力阶段346
11.6.2 计算基本假定346
11.6.3 扁钢加固残损榫卯节点抗弯承载力计算方法347
11.7 扁钢加固榫卯节点设计建议348
11.7.1 扁钢加固设计的基本原则348
11.7.2 扁钢加固残损榫卯节点设计计算公式及步骤348
11.7.3 扁钢加固设计公式尚应继续深入考虑的几个方面350
11.8 本章小结351
第12章 古建筑木结构斗栱修缮加固及自复位耗能增强研究352
12.1 概述352
12.2 古建筑木结构斗栱的主要破坏形态352
12.3 古建筑木结构斗栱维修加固基本原则353
12.4 形状记忆合金加固斗栱的低周反复荷载试验354
12.4.1 试件设计与制作354
12.4.2 加载方案和量测方案356
12.4.3 试验结果与分析357
12.4.4 分析与讨论360
12.5 古建筑木结构斗栱自复位耗能连接节点及连接方法360
12.5.1 连接特点360
12.5.2 斗栱自复位耗能连接节点361
12.5.3 斗栱自复位耗能连接方法362
12.6 本章小结363
参考文献364
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| 內容試閱：
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木结构古建筑是历史发展的见证和民族文化兴衰潮汐之影映，是不可再生的珍贵文化资源，具有极高的历史、文化、艺术和科学价值，现存的木结构古建筑已成为各国乃至世界的重要文化遗产，合理保护和传承古建筑对于发扬传统文化、弘扬民族精神、促进经济发展具有举足轻重的作用。
在漫长的历史岁月中，由于木结构古建筑所用材料（木材）自身的缺陷，如干裂、易燃、蠕变、老化等，以及外界因素，如地基不均匀沉降、虫蛀、地震、火灾、战争等自然力及人为的破坏，再加上多年来对其保护重视不够、年久失修，使这些现存木结构古建筑处于结构体系破坏、多种病害缠身、险情不断发生，甚至潜伏坍塌的危险状态，其健康和安全状况极为恶劣。基于古建筑木结构的复杂性、特殊性及历史原因，我国对古建筑木结构的损伤识别理论和方法、损伤评估方法和修缮加固技术等领域的研究相对较少，以致人们对大多数具有珍贵价值的古建筑木结构的健康状况和安全水平缺乏了解，没有一套完整且成熟的古建筑木结构的损伤识别、评估和修缮保护等关键技术和理论体系。
鉴于此现状，作者及其课题组运用试验研究、理论分析和数值模拟计算等手段，进行了典型残损古建筑木结构及榫卯节点的受力性能试验、加固试验及其抗震性能分析，提出了古建筑木结构的损伤识别理论、性态评估方法、加固设计理论和斗栱节点的性能增强方法，一方面希望能从古建筑蕴含的力学机理中得到有用的启示，另一方面，希望能为古建筑的传承和保护尽一份微薄之力。
本书由薛建阳、张风亮、白福玉和吴晨伟共同撰写，由薛建阳统稿并校阅全书。作者及其课题组的成员包括博士生（后）姚侃、隋?，以及硕士生于业栓、李义柱、夏海伦、董晓阳等，都为本书的研究工作付出了很多心血。本书能得以顺利完成，还要感谢西安建筑科技大学赵鸿铁教授，他对本书的内容提出了许多宝贵意见。此外，本书的研究内容还得到了国家自然科学基金（项目编号：51678478、51978568）、十二五国家科技支撑计划课题（项目编号：2013BAK01B03）、陕西省国际科技合作计划项目（项目编号：2013KW2301）、陕西省自然科学基础研究计划重点项目（项目编号：2020JZ50），以及陕西省重点科技创新团队项目（项目编号：2019TD029）等的资助与大力支持，在此一并表示衷心的感谢。
鉴于作者水平有限，书中不妥之处在所难免，敬请读者不吝批评指正。
著 者
2019年6月
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