古木材性測試及木構(gòu)一字榫卯節(jié)點(diǎn)力學(xué)性能分析.pdf

1、我國擁有眾多以木構(gòu)架為主要承重體系的古建筑，這類古建筑木結(jié)構(gòu)（簡稱古建木構(gòu)）具有極高的建筑結(jié)構(gòu)科技成就，正面臨著維護(hù)修繕與可持續(xù)開發(fā)利用等諸多難題，亟需有效地修復(fù)措施與保護(hù)方案。古建木構(gòu)是由榫卯節(jié)點(diǎn)連接而成的木質(zhì)桿系結(jié)構(gòu)，而表現(xiàn)出高度非線性與顯著耗能性能。榫卯節(jié)點(diǎn)形制、用材與摩擦機(jī)理復(fù)雜，是解決古建木構(gòu)難題的關(guān)鍵。本文對古木樣本進(jìn)行了材料試驗(yàn)與分析;歸納了古建木構(gòu)的關(guān)鍵部位，對其中的一字榫卯節(jié)點(diǎn)進(jìn)行了力學(xué)性能分析與簡化，來為古建木構(gòu)體系

2、分析提供參考。
　　在山西省萬榮縣飛云樓的現(xiàn)場微震測試與節(jié)點(diǎn)測量中，收集了廢棄的古木碎木樣本，為解決其無法進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)材性試驗(yàn)的難題，利用特殊設(shè)計(jì)的小試件進(jìn)行了古木材性測試，并得到了古木樣本基本力學(xué)性能的全過程曲線。通過形態(tài)、密度、紋理特征與色澤對古木樣本進(jìn)行了所屬構(gòu)件的歸類。根據(jù)古木小試件試驗(yàn)結(jié)果，歸納并提出了古木樣本的材料模型;提出了由正交各向異性彈性層與GASKET層復(fù)合的層模型，來模擬古木橫紋承壓能力;利用強(qiáng)度失效準(zhǔn)則對古木斷

3、裂性能進(jìn)行了模擬，并提取了未測得的材料參數(shù)。
　　結(jié)合古建木構(gòu)現(xiàn)場考察及大量古建筑史料研究，歸納并提取了不同形制古建木構(gòu)的關(guān)鍵部位，并對其類型與構(gòu)造進(jìn)行了確定。在以應(yīng)縣木塔為工程實(shí)例的結(jié)構(gòu)體系分析基礎(chǔ)之上，對關(guān)鍵部位中的一字榫卯節(jié)點(diǎn)進(jìn)行了力學(xué)性能分析研究，提出了適用于古建木構(gòu)結(jié)構(gòu)體系的混合桿系計(jì)算模型?；旌蠗U系模型由梁單元、剛性梁、半剛性單元、承壓單元及斷裂單元構(gòu)成，并由節(jié)點(diǎn)足尺試驗(yàn)確定了所需計(jì)算參數(shù)。計(jì)算結(jié)果能反應(yīng)出節(jié)點(diǎn)受拉失效