中國古建筑木結(jié)構(gòu)卯榫節(jié)點減震性能研究.pdf

1、本文從結(jié)構(gòu)仿生學這一全新的角度觀察中國古建木構(gòu)這種特殊的框架結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)特性,從卯榫節(jié)點連接這一著眼點分析了中國古建筑的抗震機理.認為在概念設(shè)計、構(gòu)造、耗能減震等方面,其與現(xiàn)代工程抗震原理是相通的,具有重要的歷史價值和科學價值.從現(xiàn)代混凝土框架結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計的發(fā)展趨勢看,這種減震理論屬于"延性抗震結(jié)構(gòu)體系"的抗震思想,具有廣泛的指導意義和應(yīng)用價值.本文第一部分,首先對中國古建木構(gòu)的發(fā)展史及結(jié)構(gòu)特點進行了簡要介紹;第二部分主要從整個結(jié)構(gòu)體系

2、的角度,整理總結(jié)木構(gòu)體系的抗震理論,包括木構(gòu)梁架、柱架的水平地震反應(yīng)分析,構(gòu)架豎向構(gòu)件的力學性能分析,并建立簡要的力學模型進行說明.針對古建木構(gòu)所特有的結(jié)構(gòu)構(gòu)件及其構(gòu)架的抗震現(xiàn)象,亦做了相應(yīng)分析介紹,如木構(gòu)架卯榫連接的抗震機理、斗拱的作用,以及木構(gòu)柱架的高位不倒翁現(xiàn)象、柱腳滑移與限位機制等.此部分的工作是在前人理論的基礎(chǔ)上,從宏觀角度,將古建木構(gòu)體系的抗震理論系統(tǒng)化,給讀者以更完整直觀的表述.第三部分則是針對古建木構(gòu)卯榫節(jié)點連接的具體研

3、究,此部分的工作是本文研究的重點,亦是整個課題前期工作的核心部分,在文中做了最為詳細的解說.文中從相對微觀的全新角度,著眼于卯榫節(jié)點摩擦減震的細節(jié),對此節(jié)點進行建模分析.應(yīng)用有限元方法,將新型的變剛度單元加入空間桿單元中建立卯榫節(jié)點的力學模型,并進行編程計算.從而得出了變剛度單元系數(shù)與桿端內(nèi)力的關(guān)系曲線,根據(jù)此系數(shù)的取值范圍,分析出卯榫節(jié)點摩擦減震的工作過程和詳細機理,為整個課題的后續(xù)研究奠定了理論基礎(chǔ).本文的最后一部分內(nèi)容,是由前面幾