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故宫是我国现存最大、最完整的古建筑群,是古建筑木结构的杰出代表,具有极高的文物、历史和艺术价值。故宫自1407年始建至今,经历了多次的重修和扩建,现正进行自辛亥革命以来规模最大的一次维修。现针对故宫博物院慈宁宫七架梁及其随梁挠度过大的现状,本课题开展了木梁的加固研究工作。通过20根单木梁和叠合木梁(3000mm×180mm×240mm)的加固试验,研究了CFRP加固木梁的极限荷载、挠度、破坏类型、横截面应变分布及碳纤维环箍应力状态等结构性能。加固单木梁承载力提高约25%,加固叠合木梁承载力提高8.7%-79%,而且加固梁的刚度也有一定程度的提高。对于加固木梁和未加固木梁荷载-挠度曲线在加载初期均呈现线性趋势,在加载后期均出现不同程度的非线性。试验中木梁除主要发生弯曲破坏外,还存在顺纹剪切破坏和剪弯破坏。弯曲破坏以木材轴向拉、压应力达到极限强度为破坏的极限状态,顺纹剪切破坏以木材纵截面剪应力达到顺纹剪切强度为破坏的极限状态,剪弯破坏则以木材剪弯段中点截面轴向拉应力达到斜纹抗拉强度为破坏的极限状态。据此,基于弹塑性理论和强度折减方法提出了简单实用的加固木梁抗弯和抗剪承载力公式。通过试验方案对比分析,研究了不同的加固方法,如界面结构胶加固、梁底CFRP加固和CFRP环箍加固等,对木梁承载力、抗弯刚度和叠合木梁上、下梁协同工作的影响。采用通用有限元软件ANSYS来分析未加固和加固木梁的承载力和变形情况。通过计算,得到了木梁荷载—挠度曲线和应力云图,并且通过与试验荷载—位移曲线和极限承载力相比较,验证了该模型能够较好的模拟加固木梁和未加固木梁的变形和受力情况。