不同松動(dòng)程度下古建筑燕尾榫節(jié)點(diǎn)抗震性能試驗(yàn)研究.pdf

1、木結(jié)構(gòu)古建筑是中國祖先幾千年來所遺留下來的智慧，它具有重要的科學(xué)性、文化性和藝術(shù)性；其中，古建筑木結(jié)構(gòu)的一個(gè)重要特征在于結(jié)構(gòu)構(gòu)架間采用榫卯連接。榫卯節(jié)點(diǎn)具有耗能好、變形能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，但榫卯節(jié)點(diǎn)在歷經(jīng)幾百甚至上千年的內(nèi)部和外部環(huán)境共同作用下，均存在不同程度的松動(dòng)，而松動(dòng)對(duì)木結(jié)構(gòu)的抗震性能具有重要影響，因而掌握榫卯節(jié)點(diǎn)在不同松動(dòng)程度下的抗震性能是木結(jié)構(gòu)古建筑修繕保護(hù)的基礎(chǔ)。本文完成的主要研究工作有：
　　（1）本文采用人工模擬燕尾榫節(jié)

2、點(diǎn)松動(dòng)的方法，考慮不同松動(dòng)程度的影響，通過6個(gè)不同松動(dòng)程度下燕尾榫節(jié)點(diǎn)的低周反復(fù)荷載試驗(yàn)，得到了燕尾榫節(jié)點(diǎn)在不同松動(dòng)程度下的破壞形態(tài)、彎矩-轉(zhuǎn)角滯回曲線、骨架曲線、剛度和強(qiáng)度退化規(guī)律、耗能和變形能力等性能。結(jié)果表明：節(jié)點(diǎn)的破壞形態(tài)主要為榫頭部分拔出、榫頭和卯口間擠壓變形嚴(yán)重、卯口處木材纖維翹起，而柱和枋基本完好；所有節(jié)點(diǎn)的彎矩-轉(zhuǎn)角滯回環(huán)形狀均呈反Z形，且節(jié)點(diǎn)松動(dòng)程度越大，其滯回環(huán)捏攏效應(yīng)越明顯；節(jié)點(diǎn)在松動(dòng)狀態(tài)下的彎矩、剛度和耗能能力均

3、低于完好節(jié)點(diǎn)，且隨著節(jié)點(diǎn)松動(dòng)程度增加而逐漸降低；但節(jié)點(diǎn)在松動(dòng)后均具有較好的變形能力。
　?。?）通過對(duì)不同松動(dòng)程度下燕尾榫節(jié)點(diǎn)試驗(yàn)結(jié)果的分析，提出了基于抵抗破壞潛能、松動(dòng)程度和抵抗破壞潛能的雙參數(shù)、強(qiáng)度儲(chǔ)備三種殘損評(píng)估方法，并對(duì)三種殘損評(píng)估方法進(jìn)行了對(duì)比分析。結(jié)果表明：基于抵抗破壞潛能和強(qiáng)度儲(chǔ)備的殘損評(píng)估僅考慮了單因素對(duì)殘損的影響，結(jié)果離散性較大，對(duì)節(jié)點(diǎn)殘損評(píng)估不夠全面，且基于強(qiáng)度儲(chǔ)備的殘損評(píng)估得出的殘損系數(shù)偏小；而基于松動(dòng)程度和

4、抵抗破壞潛能的雙參數(shù)殘損評(píng)估，從節(jié)點(diǎn)本身的松動(dòng)程度和抵抗破壞潛能兩個(gè)方面考慮了對(duì)殘損的影響，較為全面和合理。
　?。?）在試驗(yàn)研究的基礎(chǔ)上，利用ABAQUS軟件對(duì)燕尾榫節(jié)點(diǎn)進(jìn)行了有限元模擬，并將計(jì)算結(jié)果與試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行對(duì)比，結(jié)果顯示，兩者較為吻合。在此基礎(chǔ)上對(duì)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行了參數(shù)分析，研究了摩擦系數(shù)、材料性能、松動(dòng)程度、軸向荷載、節(jié)點(diǎn)尺寸等參數(shù)對(duì)其受力性能的影響。結(jié)果表明：增大摩擦系數(shù)、順紋彈性模量、橫紋彈性模量、榫頭高度，能夠提高節(jié)點(diǎn)的