損傷對木結構單向直榫節(jié)點抗震性能影響的研究.pdf

1、我國現(xiàn)存木結構古建筑飽經(jīng)滄桑，遭遇各種自然因素與人為因素作用，木結構工作性能退化嚴重。作為傳統(tǒng)木構建筑連接與傳力關鍵部位的榫卯節(jié)點也不例外，絕大多數(shù)也已產(chǎn)生嚴重變形與損傷，導致古木結構建筑的結構安全性大幅降低。然而，有關各類損傷對榫卯節(jié)點工作性能影響的定量研究成果尚不多見。有鑒于此，本課題研究以樟子松直榫節(jié)點為研究對象，開展損傷對直榫節(jié)點抗震性能影響的研究，主要內(nèi)容如下:
　　(1)對既有古建木構連接節(jié)點的損傷狀況進行調(diào)研，分析了

2、木構直榫節(jié)點受力特征、破壞形式與節(jié)點損傷成因，結合試驗研究目標與測試內(nèi)容的需要，通過改變卯口尺寸，控制卯口受壓區(qū)寬度和榫頭與卯口間縫隙，模擬榫卯節(jié)點的變形損傷，研制了“開放附加約束”式縮尺直樟木節(jié)點試件，既可模擬不同程度變形損傷與反映節(jié)點各部位受力特點，又方便采集試驗數(shù)據(jù)。
　　(2)對典型水平加載試驗裝置的工作特點與試件附加荷載特征進行分析研究，基于平行桿原理，在被加載構件兩側安裝一對平行鏈桿，通過加載索對構件施加低周往復水平力

3、，極大地減少了典型水平加載試驗裝置對試件所產(chǎn)生的附加應力。鑒于木結構節(jié)點試件承載力較小，改進后的加載裝置，荷載步小、精度高，為取得理想的測試數(shù)據(jù)成果打下了良好的基礎。
　　(3)按照標準試驗方法對試件所用木材進行了材性試驗，得到木材的順紋抗壓強度、橫紋抗壓強度、彈模、摩擦系數(shù)等物理力學性能參數(shù);對23組單向直榫節(jié)點試件進行低周往復加載試驗，得到不同損傷程度下直榫節(jié)點的卯口和榫頭的應力分布特征、M-θ滯回曲線、以及損傷直榫節(jié)點的破壞

4、形態(tài)。通過靜力平衡分析，建立了不同損傷條件下單向直榫節(jié)點各內(nèi)力關系式。通過對M-θ滯回曲線的進一步分析，得到了單向直榫節(jié)點的M-θ骨架曲線、剛度退化曲線、等效黏滯阻尼曲線，根據(jù)損傷單向直榫節(jié)點在彈性階段的骨架曲線，擬合出損傷節(jié)點的彎矩轉角關系式。通過試驗研究與數(shù)值模擬結果的對比分析，進一步分析了損傷木節(jié)點抗震性能。
　　本課題研究成果對于研究榫卯節(jié)點的變形損傷進行了積極有益的探索，但是由于試驗條件和理論的局限性，在榫卯節(jié)點試件的人