西安建大团队为木结构古建筑装上“智能肌肉”

中国教育报-中国教育新闻网讯（记者 冯丽 通讯员 李孟洁）近日，西安建筑科技大学中国营造传统科学阐释科研团队在古建筑木结构保护领域取得突破性进展——创新性研发的超弹性形状记忆合金（SMA）丝材榫卯节点无损加固技术，为我国木构古建筑的抗震保护提供了可逆、低干预的智能解决方案。相关成果发表于美国土木工程师学会（ASCE）旗舰期刊《Journal of Structural Engineering》。

榫卯作为中国传统木结构的“灵魂关节”，承担着建筑受力传递与抗震减震的核心功能。然而，历经数百年风雨侵蚀、重力荷载叠加与地震冲击，现存古建木结构的榫卯节点普遍出现隐蔽性初始损伤，直接导致结构稳定性下降，大量珍贵文物建筑面临地震安全隐患。

如何在坚守“最小干预”“文物原真性”原则的前提下，实现古建筑抗震性能的长效升级，成为文化遗产保护领域的共性难题。

西安建大团队将超弹性形状记忆合金（SMA）引入古建保护领域。这种材料兼具超弹性、自复位、耐腐蚀、可逆修复等优良特性，团队以古建筑典型直榫节点为研究对象，开展了系统性试验验证后发现：预损伤榫卯经SMA丝加固后，单周地震耗能量最高提升约17%，完好榫卯加固后耗能提升可达50%，显著改善传统榫卯普遍存在的滞回捏缩问题；在0.1rad节点转角循环工况下，预损伤加固节点、完好加固节点的残余变形分别下降27%、30%，节点自复位性能获得明显提升；构架层面的地震易损性分析进一步显示，经加固后的木构架，发生各级损伤破坏的概率均显著下降，体现出优异的自复位能力与稳定的抗震耗能表现，如同给榫卯节点装上了“智能肌肉”。

“这项技术的核心价值在于，既能实现古建筑抗震性能的提升，又最大程度保留了文物的原真性与完整性，这不仅为古建筑保护提供了新的理论依据，也为智能新材料在文化遗产领域的应用开辟了新路径。”论文作者张锡成教授表示。