现存的传统村落木结构民居,由于受风雨侵蚀及战乱、地震、火灾的破坏,发生不同程度的损伤和破坏,榫卯节点残损情况直接影响整个民居房屋结构的安全.以北方地区传统村落"四梁八柱"木结构民居榫卯节点(馒头榫)为研究对象,考虑不同残损类型及程度,制作5个足尺梁柱节点模型,通过拟静力低周往复加载试验研究其破坏模式、弯矩-转角滞回响应及骨架曲线、加载刚度、变形、强度及耗能能力等力学性能.试验结果表明:馒头榫节点破坏模式表现为榫头拔出、榫与卯口挤压变形;相比于完好节点,残损馒头榫节点抗弯承载力、加载刚度和耗能能力明显降低,且"捏拢"效应加剧;榫头松动是导致节点力学性能降低的直接原因;垂直加载方向虫蛀节点力学性能劣化程度强于平行加载方向虫蛀节点,更易导致耗能能力降低.

通过凝结时间、水化热、抗压强度、X射线衍射等测试分析,研究了蔗糖的缓凝作用及其机理,并在掺蔗糖缓凝水泥浆体中分别掺入氢氧化钙、硫酸铝、硝酸钙等3种促凝组分,探讨了促凝组分对掺蔗糖缓凝水泥浆体及水化产物的影响及作用机理.结果显示,蔗糖在一定掺量范围内可以通过吸附和络合作用有效抑制水泥浆体的水化;掺入促凝组分可以不同程度地消除蔗糖对水泥的缓凝作用.掺入硫酸铝可以促进钙矾石的生成,掺入氢氧化钙和硝酸钙均可以为氢氧化钙的结晶提供晶核,并加速C3S的水化;氢氧化钙还可以吸附蔗糖,从而减弱蔗糖的缓凝效果.3种促凝组分中以硝酸钙对蔗糖缓凝的消除作用最为显著.

为了解北方地区传统民居抬梁式木构架的抗震性能,制作了三榀足尺木构架模型,开展了低周往复的拟静力抗侧试验,研究木构架的受力特征、滞回曲线、骨架曲线、强度和刚度的退化、耗能规律等,揭示不同柱基础及荷载条件对木构架抗侧力性能的影响.研究结果表明:馒头榫连接的木构架是一种变刚度的摇摆体系,主要的表现形式为柱脚翘起,馒头榫节点的拔榫量;木构架竖向荷载下存在明显的P-△二阶效应,该影响不可忽略;在大变形下由于二阶效应不能自己复位,主要借助外部荷载进行复位;允许柱脚滑移使木构架在低周往复水平荷载下表现出更为明显的摇摆特性,相比柱脚限制的情况耗能能力减弱,捏拢效应更为严重,但在一定程度上保护馒头榫节点;竖向荷载增大有助于提升木构架的抗侧性能;作为山墙位置的木构架竖向荷载偏小,容易导致木构架的抗侧承载力与耗能能力不足.研究成果将为北方传统村落"四梁八柱"木结构民居抗震性能的评估、修缮与加固提供科学依据.

传统村落有着悠久的历史文化渊源,但也存在着局限性,其民居建筑的格局、功能已不能满足现代生活的需要,其丈量尺度也不和现代建筑的300mm模数相吻合;其空间布局、院落、建筑形式及细部装饰充满着建造工匠的精湛技艺,彰显着人文、地理、历史文化和地域特色.本文从修缮等级划分研究入手,对传统村落内院落(含建筑物)按照保存完好程度及历史文化重要性等,进行等级划分;进而对其修缮保护方法包括材料的使用等等,进行分门别类的有针对性的研究,以确保传统村落的修缮从专业技术方面来说,既保存和维护了村落的环境、人文、历史、建筑的原真性,又有所发展,体现活态传承的理念.

通过利用ADINA有限元数值计算分析软件的平面应变模块,对研究区域的成层地基土在常规水位下的一维固结沉降与在异常超高水位下的地基土体的变形进行对比研究;并将数值计算结果与结构变形破坏后的现场测量结果进行对比分析研究;在数值计算中,对地下水浮力采用以基础底压力的形式向上加载到基础底面,并与上部结构的自重荷载相向作用于地基土体结构.