古木材榫卯節(jié)點抗震性能的研究.pdf

1、古建筑結構是中國歷史文化的重要組成部分，凝結著中國古代能工巧匠杰出的智慧，具有很高的歷史和文化價值，榫卯節(jié)點的連接方式就是其中的一個杰出智慧的表現(xiàn)。因不用一釘一鐵而具有很好的連接效果，此外在傳力方式和抗震性能上也顯示出極大的特點，因此深受古代能工巧匠的歡迎。由于榫卯節(jié)點在結構傳力受力過程中處于關鍵地位，以及需要和相鄰構件有效連接，榫卯節(jié)點部位相較于其他部位已經被削弱，更容易發(fā)生變形和損傷，甚至發(fā)生斷裂。因此，榫卯節(jié)點性能的研究對古建筑木

2、結構而言具有重要的意義。為了解決榫卯節(jié)點在木構架中抗震問題，將針對各類典型榫卯節(jié)點在地震中的抗震性能，以揚州周扶九住宅為原型，歸納主要的典型榫卯連接形式，進行其受力特征和破壞形式的理論力學性能分析，對其各個典型榫卯節(jié)點進行低周反復試驗和有限元模擬分析，得出各個典型榫卯節(jié)點在低周反復加載的抗震性能指標，對比各個典型榫卯節(jié)點的不同抗震性能以及得出不同階段的彎矩一轉角公式。具體研究內容如下:
　　(1)基于徽派建筑的特征，總結其具有的特

3、有地域風格、木構架特征以及典型榫卯連接形式;
　　(2)在進行榫卯節(jié)點試驗研究之前，通過材性試驗來分析舊材的物理力學性能指標，得出木材強度，如順紋抗壓強度，橫紋抗壓強度等;
　　(3)選取兩種典型的榫卯節(jié)點形式對其力學性能進行理論分析，分析在受力過程中的特征及可能出現(xiàn)的破壞形式;
　　(4)基于木材各種物理力學指標，對幾種典型榫卵節(jié)點進行有限元非線性模擬分析，分析模型在低周反復加載下的受力特征，得出其在受力過程中的應力

4、、內力等參數(shù);
　　(5)通過在實驗室進行榫卯節(jié)點力學性能試驗，得出舊材的抗震性能指標，如M-θ的滯回曲線、骨架曲線等，并比較不同形式的榫卯節(jié)點的抗震性能;
　　(6)對比分析有限元模擬和試驗結果，并根據(jù)試驗的骨架曲線總結出不同形式的榫卯節(jié)點的轉角剛度公式。
　　本文研究成果對于揭示徽州地區(qū)古建筑木結構榫卯節(jié)點在地震作用下的受力機理做出了積極有益的探索，特別是對舊材結構試驗的研究，能真實地在現(xiàn)古舊建筑榫卯節(jié)點的受力性能