古建筑木结构透榫节点特性试验分析

通过透榫节点柱架模型的低周反复荷载试验.得出了透榫节点的弯矩-转角滞回曲线、骨架曲线、节点回复力模型.根据试验数据.分析了透榫节点的半刚性连接特性和刚度退化规律.研究结果为古建筑的抗震性能研究和修缮加固工作提供了参考依据.     

拔榫状态下古建筑燕尾榫节点性能试验研究

为了解决木结构古建筑榫卯节点老化抗震能力下降的问题,以木结构古建筑加固的无损性和可逆性为原则,以保留榫卯节点半刚性特点为出发点,以是否设置活动槽和加固件是否与柱螺钉连接为区分,设计了4种不同形式的扁钢加固装置,并将其应用在半榫、透榫和燕尾榫节点.以宋《营造法式》中大木作二等材为原型,按照缩尺比例为1：3.52制作了3组试验模型,其中半榫、透榫和燕尾榫节点各4个.进行试验的节点均为反复加载过的有损节点,通过静力推复试验,对比榫卯节点加固前后的破坏状态、荷载-位移滞回曲线、骨架曲线、刚度退化和耗能能力等抗震性能参数.试验结果表明：榫卯节点加固前后滞回曲线都有明显的\     

弧形燕尾型榫连接组件三维接触分析

针对航空发动机风扇中弧形燕尾型榫头/榫槽连接组件,采用大型通用软件ANSYS进行三维接触分析,得出了特定工况下的应力分布规律,并将三维接触分析得到的结果与二维接触分析结果及常规方法求解得到的结果进行了比较.数值模拟结果表明,三维接触分析方法比其他两种方法更合理、直观.     

木构古建梁柱节点拔榫过程数值仿真

榫卯节点是中国古建筑木结构梁柱连接的主要形式。为有效保护中国古建筑,文章采用数值模拟方法,以两种典型的榫卯节点——直榫和燕尾榫为研究对象,研究了榫头从卯口拔出过程中节点的内力和变形特性。基于两种榫卯节点的构造特征,建立了有限元分析模型,对比分析了拔榫过程中两种节点的位移、摩擦应力和等效应力等特征。结果表明:直榫在拔拉过程中变形和应力较小,不易破坏,但容易产生拔榫现象;而燕尾榫虽然不易拔榫,一旦在荷载作用下进行拔拉,则会在拔拉过程中因挤压变形和强度不足而产生破坏。     

装配式框架单榫柱-柱连接节点抗震性能研究

对预留有墙板插槽的装配式框架单榫柱-柱连接节点足尺试验模型进行了拟静力试验。研究了装配式框架柱单榫柱-柱连接节点的破坏形态、滞回曲线、骨架曲线、位移延性、耗能能力以及极限承载力。采用有限元软件ABAQUS对装配式框架单榫柱-柱连接节点进行分析计算,并与试验结果对比,验证理论分析的正确性。结果表明:新型装配式框架单榫柱-柱连接节点滞回曲线形状较为饱满,表现出良好的抗震性能;榫锚连接钢板性能良好,应力得到有效传递;初裂缝出现在结构榫锚连接钢板连接下方,试验模型最终的破坏形态为装配式框架单榫柱-柱连接处下部和底部柱角处发生混凝土受压破坏。     

古建筑木结构透榫节点受力性能的影响因素分析

建立了透榫节点的ABAQUS有限元分析模型,并将模拟分析结果与透榫节点在低周反复荷载作用下的试验结果进行了比较.在此基础上,研究了榫头高度、滑动摩擦系数、横纹弹性模量、顺纹弹性模量、顺纹抗拉强度以及轴压比等参数对古建筑木结构透榫节点受力性能的影响.分析结果表明:随着节点榫头的高度和摩擦系数的增大,透榫节点的刚度不断增大;木材的顺纹和横纹弹性模量仅对节点在弹性阶段的刚度有一定影响;顺纹抗拉强度对节点刚度几乎无影响;随着榫头高度、摩擦系数、弹性模量以及顺纹抗拉强度的增大,透榫节点的抵抗弯矩值均有不同程度的提高;一定范围内,轴压比对受力性能几乎无影响.     

干式企口梁柱节点抗震性能试验研究及有限元分析

对干式企口梁柱节点缩尺试件模型进行了拟静力加载试验,探讨了其承载力、滞回曲线、骨架曲线、钢筋应变以及延性、耗能等抗震性能。采用ANSYS有限元软件对干式企口梁柱节点试验模型进行了分析计算,并将理论与试验结果进行对比,验证理论研究分析的正确性,探讨了改变预埋钢垫板的位置对结构抗震性能的影响。结果表明:干式刚性企口梁柱节点的滞回曲线形状较为饱满,节点的延性和耗能能力较好;节点具有较高的承载力,满足原结构的设计要求;在实际工程设计中,使用结构内力计算对梁牛腿F部按常规规范法进行配筋设计,梁牛腿R部和缺口梁采用PCI手册计算配筋,节点承载力控制截面即为常规梁端部截面,简化了设计流程。     

木楔加固对松动透榫节点抗震性能的影响

为研究木楔加固对带缝隙透榫节点在反复荷载作用下受力性能的影响,制作了包括完好节点、松动节点及木楔加固节点的3组足尺透榫节点模型。通过试验室足尺试验对比分析了3组节点的变形特征和破坏特点,研究了节点的弯矩-转角滞回曲线、刚度变化特性、耗能和应力状态等受力特点。结果表明:完好和松动节点的破坏形式为变截面出现延伸至榫头根部的木材顺纹撕裂破坏。木楔加固节点的破坏特征为木楔挤压破坏;木楔加固后,节点的滑移现象和捏拢效应减弱;松动节点抵抗外荷载的能力和耗能能力等特性均显著降低,木楔加固后节点的各项性能明显提高,其弯矩较松动节点的弯矩提高约30%。     

竖向低周反复荷载作用下短肢剪力墙节点 滞回性能的有限元分析

利用ANSYS软件建立有限元模型,分析短肢剪力墙节点在竖向低周反复荷载作用下的耗能特性。根据所建立的有限元模型,得到结构模型在不同轴压比下的梁端荷载-位移滞回曲线和骨架曲线。研究结果表明:在一定范围内增大轴压比能提高节点的耗能能力。     

钢管混凝土柱与梁节点荷载-位移滞回曲线理论分析

对钢管混凝土梁柱节点梁端荷载－位移滞回曲线进行了理论分析,建立了节点恢复力模型,按照传统和改进两种分析方法,编制数值计算程序进行节点荷载－位移滞回曲线分析,并将计算结果与试验数据进行对比,吻合良好,提出了将节点核心区的弯曲和剪切变形综合考虑,一方面解决了按传统方法计算时,核心区弯曲变形和剪切变形在试验中无法分开测量的缺点,另一方面可以考察节点核心区的综合变形能力。     

古建木结构榫卯连接的扁钢加固试验

通过比例为1:3.52的古建木结构模型振动台试验,研究了用Q235扁钢加固榫卯连接节点的加固性能及效果.对模型加固前后的加速度、位移时程响应、自振频率和阻尼比进行了对比分析.结果表明加固后结构刚度略有提高,但符合刚度等效的加固原则,榫卯结构耗能转变为主要依靠扁钢屈服后塑性变形耗能,有效阻止了结构榫卯节点的破坏.从而验证了榫卯连接的扁钢加固方案是可行的,可为古建筑木结构抗震加固提供一种方法.     

木结构榫卯节点抗震性能及加固对比试验研究

为研究不同加固措施对木结构榫卯节点抗震性能的影响,参照西南地区传统木结构典型榫卯节点做法,制作透榫、半榫和燕尾榫3类共5组榫卯节点试件开展节点拟静力试验,其中4组分别采用扒钉、钢板和木条(两组)加固.对比研究加固与非加固节点试件的破坏形态、滞回曲线、骨架曲线、节点拔榫量和耗能能力等抗震性能参数.结果 表明:未加固榫卯节...     

含内嵌卯口耗能器的榫卯节点抗震性能试验研究

针对木结构榫卯节点抗震加固和性能提升的需求,提出采用内嵌卯口耗能器增强榫卯节点性能的技术,并制作了包括未增强、单层增强及双层增强的5组缩尺榫卯节点模型。通过开展抗震性能试验研究,对不同厚度、层数的卯口耗能器增强榫卯节点与未增强榫卯节点的抗震性能进行对比,分析了不同参数的卯口耗能器对榫卯节点抗震性能指标的影响。结果表明:内嵌卯口耗能器具有双向耗能、多点屈服、可设计性强等特点,可大幅提升榫卯节点的抗震性能,有效抑制节点的拔榫现象;耗能器增强节点相较于未增强节点,承载力有小幅提升,耗能能力有大幅提升,而初始刚度有50倍以上的大幅提升;耗能器的钢板厚度和层数是影响榫卯节点抗震性能的主要因素,且厚度对于耗能器加固榫卯节点力学性能的影响最大;与单层耗能器相比,双层耗能器对榫卯节点的加固性能更加卓越。     

汶川地震中木结构建筑震害分析与思考

汶川大地震突如其来,建筑物大量倒塌或严重破坏.地震发生后,笔者奔赴四川绵竹、陕西宝鸡、宁强等灾区,进行了为期10余天的抗震救灾与调研工作.经调查发现,木结构建筑表现出优越的抗震性能,仅有少数年久失修的木结构建筑发生倒塌及部分木结构民居破坏严重,绝大部分木结构建筑只发生轻微破坏甚至完好无损.根据古建筑木结构在汶川地震中的震害,分析了木结构建筑震害轻微的原因,借鉴木结构建筑的抗震机理,提出了灾后重建的建议.     

中国木结构古建筑的概念设计思想

依据现有的工程设计及抗震理念,对木结构古建筑中所蕴含的概念设计思想进行了分析.结果表明:结构的平面布局具有规则性、对称性及均匀性,可减小因体型不规则而产生的不利扭转效应;竖向结构布置对高宽比做了限制,使结构具有良好的抗倾覆性;柱与础石的平置浮搁式连接、铺作层的设置以及节点的榫卯连接方式共同构成了一个具有多重隔震、减震结构层次的木构架结构体系;柱架系统中柱列生起、侧脚的构造作法以及柱间斜撑的设置,提高了结构的整体性、稳定性和抗震能力;抬梁式屋架系统为"替力梁架",在相同荷载、相同跨度情况下可大大减小截面尺寸,是对结构受力及选材的综合考虑.     

历史建筑的隔震加固技术研究

应用隔震技术对历史建筑进行加固,不仅可以提高它的抗震能力,而且可以保护它原有的建筑风貌。本文研究了历史建筑的隔震加固技术,对隔震支座的布置原则、隔震结构的计算方法和隔震加固的施工工艺进行了探讨,提出了一种由滑板和橡胶支座构成的组合隔震系统。通过计算地震反应,分析了采用全部铅芯橡胶支座和组合系统进行加固的隔震效果。研究表明:与非隔震结构相比,采用全部铅芯橡胶支座隔震,可使层间地震剪力减小到30%～35%;采用组合系统隔震,可使层间剪力减小到25%～30%,两者均有明显隔震效果。     

基于灰色模糊分析法的古建筑木结构安全性评估

为了评价木结构古建筑的安全性等级,提出了一种基于灰色白化权函数聚类法的木结构古建筑安全性评估方法. 运用此方法分析了灵水村114号院南房的安全性,首先运用层次分析方法(AHP)确定各指标子因素的权重,再采用灰色白化权函数聚类法进行聚类分析,按灰色聚类系数最大值原则确定结构的安全性等级及隶属度. 结果表明:利用灰色白化权函数聚类法得到的木结构古建筑安全性等级与检测结果相同.