古建筑木构件FRP板隐蔽式修复加固技术

中国古建筑大木构件修缮加固的特殊之处在于，不仅要使其延年益寿，还要优选保护其价值。在文物保护从注重抢救性保护向抢救性与预防性保护并重转变的背景下，本书从古建筑保护工程的实际需求出发，针对北京古建筑大木构件，以无损、微创检测获取材性、力学及残损信息，准确评价古建筑木结构安全性为前置条件，以最小干预原则为指导，通过相关试验及理论研究，系统阐述了FRP板隐蔽式修缮加固的方法。此方法兼具不落架（采用原位加固）和隐蔽式、预防性、优选保护大木构件本体价值，以及微创式、定量加固、操作简便、速度快、综合成本低等优势。本书成果填补了国内相关领域研究的空白，其理论有极高的实践应用价值。

第1章 绪论 1
1.1 研究背景 1
1.1.1 中国古建筑木结构的构造特点和损坏规律 2
1.1.2 中国古建筑修缮保护的观念和原则问题 5
1.1.3 预防性保护理念对中国古建筑修缮加固的影响 8
1.1.4 中国古建筑木结构保护及修缮加固的相关法律规范 10
1.1.5 中国古建筑木结构的现状勘测和检测技术 12
1.1.6 中国古建筑木结构的修缮加固技术 16
1.2 研究意义 17
1.3 国内外研究现状 18
1.3.1 古建筑木结构无损检测技术研究 18
1.3.2 FRP材料加固古建筑木构件技术研究 21
1.3.3 文献评述 26
1.4 本书的研究内容、研究目标以及拟解决的关键问题 26
1.4.1 研究内容 26
1.4.2 研究目标 27
1.4.3 拟解决的关键问题 27
1.5 拟采取的研究方案及可行性分析 28
1.5.1 研究思路与技术路线 28
1.5.2 研究方法 29
第2章 古建筑木结构勘查及修缮加固示例 30
2.1 示例一：佛光寺东大殿 30
2.1.1 佛光寺东大殿的测绘及残损检测 31
2.1.2 佛光寺东大殿的修缮加固策略 31
2.2 示例二：保国寺大殿 32
2.2.1 保国寺大殿的测绘 33
2.2.2 保国寺大殿的材性及残损检测 33
2.2.3 保国寺大殿构件的修缮加固 34
2.3 示例三：佛宫寺释迦塔 35
2.3.1 佛宫寺释迦塔的勘查 35
2.3.2 佛宫寺释迦塔的修缮加固 36
2.4 示例四：故宫中和殿 37
2.4.1 中和殿某断裂中金檩的勘查 38
2.4.2 中和殿某断裂中金檩的修缮加固 38
2.5 示例分析 38
2.6 本章小结 39
第3章 FRP板隐蔽式加固古建筑木梁的基础试验 41
3.1 木材、FRP板和碳板胶的材性试验 41
3.1.1 木材材料 41
3.1.2 FRP材料 52
3.1.3 粘接剂材料 53
3.2 表面嵌贴FRP板与古建筑木材的粘结锚固性能试验研究 54
3.2.1 试验设计与方法 55
3.2.2 试验结果与分析 59
3.2.3 粘结滑移本构模型 66
3.3 本章小结 66
第4章 FRP板隐蔽式加固古建筑缩尺木梁抗弯试验 69
4.1 CFRP、GFRP板隐蔽式加固古建筑缩尺木梁抗弯试验 69
4.1.1 试验设计与方法 69
4.1.2 试验结果与分析 76
4.2 本章小结 93
第5章 CFRP板隐蔽式加固古建筑残损木梁抗弯试验 94
5.1 CFRP板隐蔽式加固古建筑缩尺残损木梁抗弯试验 94
5.1.1 试验设计与方法 94
5.1.2 试验结果与分析 97
5.2 CFRP板隐蔽式加固古建筑足尺残损木梁抗弯试验 105
5.2.1 试验设计与方法 106
5.2.2 试验结果与分析 112
5.3 CFRP板隐蔽式加固古建筑足尺旧木梁抗弯试验 122
5.4 本章小结 124
第6章 FRP板隐蔽式加固古建筑木梁理论分析与数值模拟 126
6.1 FRP板隐蔽式加固古建筑木梁抗弯性能的理论分析 126
6.1.1 基本假定及加固木梁受弯破坏类型分析 126
6.1.2 木梁弯矩的计算模型 130
6.1.3 木梁挠度变形加固的计算模型 133
6.2 FRP板隐蔽式加固古建筑榫卯拼接木梁抗弯性能的数值模拟 136
6.2.1 数值仿真理论基础 136
6.2.2 有限元仿真 138
6.2.3 影响加固因素的敏感度分析 140
6.3 本章小结 143
第7章 FRP板隐蔽式加固古建筑木梁工法研究 144
7.1 古建筑木梁构件材料力学性能及内部缺陷的无损检测 144
7.2 古建筑木梁构件的安全性判定及价值判定 146
7.3 应用FRP板隐蔽式加固木构件的施工及验收要求 146
7.3.1 加固施工的一般规定 147
7.3.2 加固的施工准备 147
7.3.3 木梁构件的表面处理 148
7.3.4 粘贴FRP板 149
7.3.5 表面防护 149
7.3.6 施工安全和注意事项 149
7.3.7 检查验收 149
7.3.8 木构件创口的防护处理 150
7.4 局部糟朽木梁的加固处理 150
7.5 弯垂木梁的加固处理 150
7.6 檩条的加固处理 151
7.7 古建筑木梁、枋构件加固后的监测 151
7.8 CFRP板隐蔽式加固古建筑木梁案例研究 152
7.8.1 研究思路与主要内容 152
7.8.2 制作安装足尺模型 152
7.8.3 加固工法实施 154
7.8.4 加固后性能评价 159
7.9 本章小结 162
第8章 结论与展望 164
8.1 主要研究成果 164
8.2 未来工作展望 167
参考文献 168
附录 Abaqus参数化计算脚本 175