DB11/T 1190.1-2015 古建筑结构安全性鉴定技术规范 第1部分:木结构

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标准编号:DB11/T 1190.1-2015
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DB11/T 1190.1-2015标准规范下载简介

DB11/T 1190.1-2015 古建筑结构安全性鉴定技术规范 第1部分:木结构

A.1.1.1 工作原理

附 录 A (资料性附录) 古建筑落叶松木构件材料力学性能非破损检测方

微型探针在电机驱动下以恒定速度刺入木材内部,测定刺入过程所受的木材阻力。

A.1.1.2 技术指标

阻力仪主要由探针、电池组、分析软件等部件组成。主要参数:微型探针轴直径不应大于1.5mm; 激型探针针头直径不应大于3.0mm;最大探测深度不应小于43mm。阻力仪检测时在木构件内部形成直径 约为3mm的通道DB46T 502-2019 公众气象预报发布与传播规范,对木构件的结构性能没有影响。

A.1.2应力波检测仪

A.1.2.1 工作原理

A.1.2.2技术指标

应力波检测仪由传感器和信号采集器组成。主要参数:传感器数量不应小于2;可进入被测物 不应小于20mm;测量误差不应大于土1uS。应力波检测仪检测时在木构件表面形成直径约4mm的 木构件的结构性能没有影响。

A.1.3含水率检测仪

通过探针插入方式测定材含水率。测量深度不应小于30mm,测量最小范围5%~30%,测量误 大于1%。

A.2现场检测操作步骤与数据处理方法

A.2.1检测对象确定

检测对象为在古建筑中起承重作用的关键木构件,包括横梁、立柱、枋、標等

A.2.2测区位置确定

测区位置应选择木构件无缺陷的良好部分。对承受弯曲载荷的构件(如横梁),选择产生拉应 部位,为其中间部位下表面。对承受轴向载荷的构件(如立柱),选择沿高度方向的不同部位

A.2.3微钻阻力检测

A.2.4.1应力波测量仪的两个探针沿被测木构件长度方向插入其表层,探针与试件长度方向夹角为3 0°~45°。记录两探针插入点间距。推荐两探针间距为600mm。 A.2.4.2用小锤敲击发射极探针,第一次敲击的传播时间读数无效,从第二次开始,连续敲击测定三 次所得传播时间读数(单位:us)的平均值作为测定结果。 A.2.4.3发现数据异常,可移动两探针到适当位置,重复步骤A.2.4.2。 A.2.4.4根据两探针间距和应力波传播时间计算出应力波传播速度(m/s)

A.3落叶松木构件材料力学性能计算公式

3.1将实测含水率x%时的F、V.转化为9%含水率时的Fg、Vg。转换公式(A.1)和(A.2)。

Vg=0.858v.+0.014MC,+0.536

+0.125MC+26.733.

式中: 含水率9%时的应力波速度,单位为(km/s); 含水率9%时的微钻阻力,单位为(Resi); 含水率x%时的应力波速度,单位为(km/s); Fx—含水率x%时的微钻阻力,单位为(Resi); MC一一含水率x%,适用含水率范围(6%~16%)。 注:F,若用德国Rinntech公司开发的微钻阻力仪测得,则直接代入公式(A.2);如使用其它品牌微钻阻力仪时,则 应乘以系数k后代入公式(A.2)。系数k为Rinntech阻力仪与所用阻力仪间输出阻力比值。 1.3.2根据前面的Fg、V9,计算9%含水率时材料各项性能(95%置信度)和密度。计算公式如(A.3)、 (A.4)、(A.5)、(A.6)

含水率9%时的应力波速度,单位为(km/s); 含水率9%时的微钻阻力,单位为(Resi); 含水率x%时的应力波速度,单位为(km/s); Fx含水率x%时的微钻阻力,单位为(Resi); MC一含水率x%,适用含水率范围(6%~16%)。 注:F,若用德国Rinntech公司开发的微钻阻力仪测得,则直接代入公式(A.2);如使用其它品牌微钻阻力仪时,则 应乘以系数k后代入公式(A.2)。系数k为Rinntech阻力仪与所用阻力仪间输出阻力比值。 A.3.2根据前面的Fg、V9,计算9%含水率时材料各项性能(95%置信度)和密度。计算公式如(A.3)、 (A.4)、(A.5)、(A.6)

式中: 一含水率9%时的密度,单位为(kg/m); 含水率9%时的微钻阻力,单位为(Resi); Vg 含水率9%时的应力波速度,单位为(km/s) E。一含水率9%时的抗弯弹性模量,单位为(GPa)

P,=3.8536F。+354.9 E,=0.0041Fv +5.353 Obg = 0.0298F,v, +35.4 C h。 = 0.2Fv? + 30.43

(A.4) (A.5)

Gb9 含水率9%时的抗弯强度,单位为(MPa); Gc9一一含水率9%时的顺纹抗压强度,单位为(MPa)。 3.3由含水率9%时的抗弯弹性模量Eg、抗弯强度0b9、顺纹抗压强度αc9推算标准含水率12%时的

含水率9%时的抗弯弹性模量,单位为(GPa); Cbg 含水率9%时的抗弯强度,单位为(MPa); Gc9 含水率9%时的顺纹抗压强度,单位为(MPa); 标准含水率12%时的抗弯弹性模量,单位为(GPa); Ob12 标准含水率12%时的抗弯强度,单位为(MPa); 标准含水率12%时的顺纹抗压强度,单位为(MPa)

A.4裂纹、节子、地杖层等因素考虑

A.4.1古建木构件难免会有裂纹、节子。裂纹、节子的影响复杂,实际测量时应尽量避开裂纹、节子 处。 A.4.2应力波检测时,仪器探针应越过地杖层,有效钉入木构件本体10mm~20mm

B.1.1.1 工作原理

附 录 B (资料性附录) 古建筑构件内部缺陷非破损检测方法

微型探针在电机驱动下以恒定速度刺入木材内部,根据刺入过程所受的木材相对阻力,判定木材内 部缺陷。

B.1.1.2 技术指标

阻力仪主要由探针、电池组、分析软件等部件组成。主要参数:微型探针轴直径不应大于1.5mm; 散型探针针头直径不应大于3.0mm;最大探测深度不应小于43mm。阻力仪检测时在木构件内部形成直径 约为3mm的通道,对木构件的结构性能没有影响

B.1.2应力波扫描仪

B.1.2.1 工作原理

通过检测应力波在木材内部的传播时间,经波速计算并进行矩阵变换和图像重构后,以二维 直观地显示木材内部缺陷。

B.1.2.2 技术指标

测断面周长允许的最大值不应小于1000mm。应力波扫描仪检测时在木构件表面形成直径约4mm的 木构件的结构性能没有影响。

B.2.1古建筑木构件内部缺陷可以使用阻力仪或应力波扫描仪进行非破损检测。 B.2.2被墙体包裹或被遮挡的木立柱使用阻力仪检测。 B.2.3未被墙体包裹或未被遮挡的木立柱使用阻力仪或应力波扫描仪检测

B.3.1阻力仪检测程序

B.3.1.1选定木构件待检测断面,记录木构件断面尺寸及检测位置。

B.3.1.1选定木构件待检测断面,记录木构件断面尺寸及检测位置。

B.3.1.2木立柱检测应从距柱基约200mm处起沿高度方向逐层向上进行检测,相隔检测层以300mm~50 mm为宜,至某一高度,检测结果无较大缺陷则停止向上检测。以上检测点若存在铁箍或者其它因素不 便检测时可上下偏移。 B.3.1.3未被墙体包裹或未被遮挡立柱,直径大于500mm时,应在选定的断面不同位置向髓心区域阻力 仪探测2次~8次;直径小于500mm时,应在选定的断面向髓心区域阻力仪探测1次及同方向左右偏移探测 0次~4次。 B.3.1.4被墙体包裹或被遮挡立柱,参照B.3.1.3直径小于500mm木立柱检测方法在立柱裸露区域检测 B.3.1.5其它主要木构件(非立柱)应在构件的中部或勘察发现缺陷的周边位置进行延伸检测。 B.3.1.6有明显缺陷的区域,应在该区域增加检测次数,确定缺陷范围。

B.3.2应力波扫描仪检测程序

B.3.2.1选定木构件待检测断面,记录木构件断面尺寸,测量中检测断面可以选择1个~3个。 B.3.2.2在检测断面布置相应的传感器,打开系统附带成像软件,录入各传感器之间的距离,并确保 每个传感器间连接良好。检测时,传感器均匀分布,相邻传感器间距不应大于200mm。 3.3.2.3逐个敲击传感器震动销,使接收软件获取各位置点之间应力波传播时间,并根据距离换算为 传播速度,每个传感器敲击3次~5次,各点之间传播速度经过成像系统加工,生成木构件内部缺陷图。

B.4.1阻力仪缺陷判定:阻力仪检测曲线与探针的进入过程同步进行,如图B.1曲线图的横坐标为探 针进入木材的深度,纵坐标为阻力仪检测值,阻力仪检测值的高低与走势反应了木构件的健康状况。阻 力仪检测曲线中阻力仪检测值较高、早晚材(曲线中表现为波谷和波峰)差异明显的为健康区域,阻力仪 检测曲线中阻力仪检测值较低、早晚材差异变小的为缺陷区域。

图B.1阻力仪检测曲线

土算,精确到0.1%。

式中: R一一阻力值保留率,%; r。一一健康部位阻力仪检测值; r一一缺陷部位阻力仪检测值。

艮据阻力仪检测曲线特征及阻力值保留率对木构件是否存在缺陷按表B.1判断,木构件的缺陷范 陷位置阻力仪的多次探测结果综合界定。

表B.1木材缺陷类型的阻力仪判断

图B.2应力波扫描结果

表B.2木材缺陷类型的应力波扫描仪判断

多图家受 诸多因素影响,故其显示的缺陷大小存在一定的偏差。利用阻力仪对存在缺陷的木构件进行单路径上缺 陷长度的修正,可获得更为准确的 其修正公式参考如下

式中: Ar一一阻力仪修正的缺陷面积,单位为(mm

阻力仪修正的缺陷面积,单位为(mm):

A, =A, X (B.2 L, × L2

应力波扫描仪检测的缺陷面积,单位为(mm²); 单路径(第1条路径)上阻力仪检测缺陷长度,单位为(mm); 2 单路径(第2条路径)上阻力仪检测缺陷长度,单位为(mm); / 第1条路径上对应的应力波扫描仪检测缺陷长度,单位为(mm) 第2条路径上对应的应力波扫描仪检测缺陷长度,单位为(mm)

一应力波扫描仪检测的缺陷面积,单位为(mm²); 单路径(第1条路径)上阻力仪检测缺陷长度,单位为(mm); 2 单路径(第2条路径)上阻力仪检测缺陷长度,单位为(mm); / 第1条路径上对应的应力波扫描仪检测缺陷长度,单位为(mm) 第2条路径上对应的应力波扫描仪检测缺陷长度,单位为(mm)

D.1木结构古建筑的抗震鉴定

木结构古建筑的抗震鉴定除应符合现行国家标准GB50023的要求外,还应遵守下列规定: a)抗震设防烈度为6度及6度以上的建筑,均应进行抗震构造鉴定; b)表D.1规定的建筑,还应对其主要承重结构进行截面抗震验算。

表D.1古建筑需作截面抗震验算的范围

D.2木结构古建筑及其相关工程的抗震构造鉴定

木结构古建筑及其相关工程的抗震构造鉴定,应遵守下列规定: a 抗震设防烈度为6度和7度的建筑,应按本标准第7章进行鉴定。存在C级、D级构件和连接 其可靠性应被判为不符合抗震构造要求。 ) 对抗震设防烈度为8度和9度的建筑,除应按本条a)项鉴定外,尚应按表D.2的要求鉴定

表D.2设防烈度为8度和9度的建筑抗震构造鉴定要求

D.3木结构古建筑抗震能力的验算

木结构古建筑抗震能力的验算,结构总水平地震作用的标准值应按(D.1)计算。

Ek = α, Gg ....

Fek一一结构总水平地震作用的标准值。对单层古建筑,Fer作用于大梁中心位置。对多层古建筑, E的分配与总作用位置,按现行国家标准GB50011确定。 α.1一一相应于结构基本自震周期T,水平地震影响系数,可根据现行国家标准GB50011确定。 Geg一一结构等效总重力荷载代表值。对单层坡顶古建筑取1.15Ge;对单层平顶古建筑取1.0Ge;对 多层古建筑取0.85Ge;Ge为结构总重力荷载代表值。

D.4结构构件的抗震承载力

结构构件的抗震承载力,可按(D.2)进行结构构件抗震验算:

式中: S一一结构构件内力(轴向力、剪力、弯矩等)组合的设计值 R一一结构构件承载力设计值 Y一一木构架承载力的抗震调整系数,可取0.8。

D.5木材设计强度和弹性模量

木材设计强度和弹性模量应按本标准7.2.3条确定。

D.6木框架侧向承载力计算

6.1木框架侧向承载力计算简图见图D.1。基本假定如下: a) 样卯节点和柱底连接均为有抗弯刚度的铰,木框架受力状况类同有转动约束的侧移机构 b) 柱侧移转角与样卯节点转角相同; c)各连接部位的约束弯矩随连接构件的相对转角增大而增长; d)当各连接的约束弯矩达到极限承载力时, ,木框架形成破坏机构,

M (8) 一卯节点的约束弯矩,即卯节点的抗弯承载力; M.一一在侧向力作用下,柱体偏转,柱顶竖向荷载产生的重

D.6.2计算简图适用范围如下

图D.1木框架侧向承载力验算简图

0.6.2 计算简图适用范围如下: a) 柱底与基础连接面的轴向拉力值不应大于N,验算该连接面承载能力时,基本组合的荷载分项 系数均取1.0; b)剪力值不应大于μN,μ为摩擦系数,取0.5。 0.6.3木结构古建筑木构架的侧向承载力可采用下式计算:

式中: P一一古建筑木构架侧向承载力; H—一木构架高度:

2(M(e) +M月 H.tane

D.7直槿节点(包括透和半)计算

D.7.1直样节点(包括透棒和半样)计算简图见图D.2:

D.7.1直样节点(包括透棒和半样)计算简图见图D.2

D.7.2直抗弯承载力按下式验算:

D.7.2直抗弯承载力按下式验算:

图D.2直椎节点计算简图

图D.2直椎节点计算简图

blo, k, (μh +

式中: 1一一直与卯口接触面上的压应力,采用GB50005的木材横纹承压设计强度f.9o(全表面); μ一一摩擦系数取0.43; k一一直节点承载力调整系数;采用单向木楔填充卯口涨眼时,节点角变形比原有夹角增大时 节点角变形比原有夹角减小时取0.6。

D.8.1燕尾节点计算简图见图D.3

N——62的合力; F一一沿样头与卯口接触面上的摩擦力; M(e)一一燕尾样节点的抗弯承载力; h一一梁高度: 千一一燕尾与卯口接触面上沿梁轴线方向的合力; f'一一梁肩与柱接触面上的挤压应力合力; 一样的长度; 一样截面最大宽度; b 样截面最小宽度

D.8.2燕尾槿节点承载力按下式计算

D.8.2燕尾槿节点承载力按下式计算

图D.3燕尾椎节点计算简图

图D.3燕尾节点计算简图

M(e)=0.35lho,k,(μcosα+ sinα)

式中: 02—一头斜面上的正压应力,采用GB50005的木材横纹承压设计强度fo.9o(全表面) 一摩擦系数取0.43; ke一一燕尾样节点承载力调整系数,按表D.3选用。

LY/T 1458-2018 单板铣边机表D.3燕尾椎节点承载力调整系数

D.9柱偏转时的重力恢复力矩计算

D.9柱偏转时的重力恢复力矩计

9.1古建木结构的柱在水平力作用下,产生偏转时,柱顶的竖向荷载产生的重力恢复力矩计算 图D.4。

D.9.2柱长细比D/H不大于1/12时,按下式计算重力恢复力矩:

D.9.2柱长细比D/H不大于1/12时,按下式计算重力恢复力矩:

图D.4柱偏转时的重力恢复力矩作用原理和计算简图

C一一内力组合修正系数,图D.1计算简图中,不考虑M(e)作用时,C=1,考虑M()作用时,C=0.6。 D.9.3计算木框架侧向承载力时DB64 1699-2020 宁夏矿山地质灾害无人机机载激光雷达监测技术规程,柱顶竖向荷载N产生对结构有利的效应,基本组合的荷载分项系数均 取1.0。

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