传统民居抬梁式木构架抗侧力性能试验研究

为了解北方地区传统民居抬梁式木构架的抗震性能,制作了三榀足尺木构架模型,开展了低周往复的拟静力抗侧试验,研究木构架的受力特征、滞回曲线、骨架曲线、强度和刚度的退化、耗能规律等,揭示不同柱基础及荷载条件对木构架抗侧力性能的影响.研究结果表明:馒头榫连接的木构架是一种变刚度的摇摆体系,主要的表现形式为柱脚翘起,馒头榫节点的拔榫量;木构架竖向荷载下存在明显的P-△二阶效应,该影响不可忽略;在大变形下由于二阶效应不能自己复位,主要借助外部荷载进行复位;允许柱脚滑移使木构架在低周往复水平荷载下表现出更为明显的摇摆特性,相比柱脚限制的情况耗能能力减弱,捏拢效应更为严重,但在一定程度上保护馒头榫节点;竖向荷载增大有助于提升木构架的抗侧性能;作为山墙位置的木构架竖向荷载偏小,容易导致木构架的抗侧承载力与耗能能力不足.研究成果将为北方传统村落"四梁八柱"木结构民居抗震性能的评估、修缮与加固提供科学依据.     

古建筑槛窗木构架抗震性能及损伤等级评价

为了研究木结构古建筑带内部填充木框架的抗震性能和价值损伤规律,选取清式木结构古建筑中广泛应用的槛窗木构架为研究对象,制作了缩尺比例为1∶2的试验模型进行低周往复试验,分析了槛窗木构架的荷载-位移滞回曲线、骨架曲线、刚度退化规律和耗能能力.试验结果表明:槛窗木构架滞回曲线有明显的"捏缩效应",随着加载位移的增大和加载循环...     

填充剪力墙梁柱式木框架混合结构抗侧力

为了研究填充剪力墙梁柱式木框架混合结构抗侧力性能,制作了两种梁柱框架节点,采用单调和往复加载的试验方法,对内填钢板螺栓连接和植筋连接梁柱式木框架节点的受力性能进行试验研究．采用SAP2000软件建立填充剪力墙梁柱式木框架混合结构的有限元分析模型,分析了混合结构的抗侧力工作机理和性能．研究结果表明:内填钢板销式连接框架节点初始阶段刚度近似为零;植筋连接框架节点具有较高初始刚度和承载力;木框架侧移变形能力是剪力墙的2～3倍,填充剪力墙梁柱式木框架混合体系的抗侧力承载力不能充分利用木框架的抗侧力承载力,出现明显的框架抗侧力滞后现象;混合体系抗侧力性能更加接近于剪力墙,可以按剪力墙的要求分析;混合结构抗侧力承载力为组成框架和剪力墙承载力之和,可以采用本文提出的理论分析模型计算．     

徽州古建筑木构架倾斜原因分析及倾斜角计算

本文经过对徽州古建筑现场调研和资料收集,分析了徽州古建筑木构架倾斜产生的原因,通过借鉴其他类型建筑倾斜机理以及木结构自身的特殊性。在分析倾斜机理的基础上,提出了用倾斜角来评价木构架倾斜程度,给出了横向荷载、偏心荷载、材料性质等三种主要影响因素的倾斜角计算公式,并举例分析了不同因素对木构架倾斜的影响,为徽州古建筑木构架纠偏和加固提供技术参考。     

江南地区宋元时期传统木构铺作对结构整体抗连续倒塌性能的影响

为了研究江南地区宋元时期传统木构建筑的抗连续倒塌性能,选择典型实例,通过三维扫描测绘建立实例及对应无铺作大殿的有限元模型,并进行抽柱后结构的空间推覆分析,研究铺作在空间木构架连续倒塌时对结构传力路径及极限承载力的影响.结果 表明:对于江南地区宋元传统木构建筑,当某根柱突然失效时,周围的梁、枋、棹、阑额等横向构件可以提供...     

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.     

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...     

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.     

基于有限元分析的木结构屋架耐火性能研究

为了研究木结构屋架的耐火性能,利用有限元数值分析软件,对某景区中的一栋典型的木结构建筑屋架进行了热-力耦合分析,计算了木屋架的温度场,研究了木屋架在常温和高温下的变形,炭化和温度对木屋架构件变形的影响,以及常温和高温下的木屋架构件的变形规律.结果表明火灾高温对屋架构件的变形影响较大,木屋架小构件望板和椽子耐火时间不到35 min,木屋架主要构件的耐火极限满足规范规定.     

通信设备走线架吊挂系统抗侧性能研究

基于生命线工程的抗震设防要求,开展了既有通信设备走线架吊挂系统抗侧性能研究。采用理论方法推导了走线架结构吊挂系统的抗侧刚度并建立有限元模型加以验证,提出增加柔性交叉支撑杆以增强吊挂系统抗侧刚度的加固方法。研究结果表明：既有通信设备走线架悬吊结构水平传力路径不明确,抗侧刚度小,其综合抗侧刚度主要由重力恢复刚度决定,吊杆自身的剪切刚度对综合抗侧刚度的影响可以忽略不计,设置吊杆间支撑杆的加固方法可以有效提高既有通信设备走线架的抗侧刚度。     

足尺宋式摇摆木构架恢复性拟静力试验研究

摇摆木构架是中国传统木结构的主要承载体系。对足尺单跨木构架模型施加3级竖向荷载进行拟静力试验,观察试验时木构架的位移和变形特点,得到木构架在低周水平循环加载下的滞回曲线和骨架曲线,探究其在不同竖向荷载和低周水平循环加载下的结构特性。加载过程中,木柱刚体转动行为明显、柱架层变形集中,卸载阶段木构架能自主回到初始位置。试验结果表明：各级滞回环狭长且重叠,结构构件呈现出刚体运动的特征,结构整体具有一定位移恢复能力;残余位移介于0.28~2.53 mm间,两组位移恢复系数均大于87.1%,随控制位移的增加未出现显著降低,木构架的位移恢复能力良好;初始刚度在控制位移超过屈服位移后趋于稳定;柱架层变形是斗拱层变形的2.95~86.47倍,层间位移集中系数介于1.22~2.03间,且随控制位移的增加先增后降。     

单层楼阁式木架动力与耗能性能试验研究

中国传统楼阁式木构由柱基层、柱架层、铺作层和屋架层组成,地震作用下各结构层间出现的非线性响应表明了楼阁式木构是一个高度非线性的结构体系,其中蕴含了丰富的减隔震机理,而整体楼阁式木架的抗震机理复杂且各结构层协调工作机制、动力及耗能性能尚未被完全揭示。为了探究楼阁式木架的动力及耗能性能,基于先前研究内容对1/16缩尺的观音阁单层木架简化模型进行了振动台试验。将三条地震波缩尺并调整地震动峰值加速度（PGA）后输入,分析木架在单向地震激励下的动力响应。试验结果表明,当输入地震动加速度较小时,三条地震波作用下木架响应都较小,当输入地震动加速度较大时,三条地震波作用下木架均会出现柱摇摆、柱脚滑移和柱脚提离等结构响应;木架层间位移角主要由柱架层提供,且随着PGA增大,铺作层层间位移占比减小,柱架层层间位移占比增大。基于试件位移响应和加速度响应,进而分析木架表现出的滞回特性,结果表明在柱摇摆前滞回曲线呈现较大初始刚度,在柱摇摆后滞回曲线呈现二阶刚度,在柱脚提离后滞回曲线呈现负刚度;同时对不同地震激励下的木架累积耗能及耗能占比进行了分析,结果表明,随PGA增大,柱脚摩擦滑移耗能占比越大,且PGA越大,柱架层摇摆耗能占比越大,铺作层耗能占比越小。     

足尺带斗拱木结构水平滞回性能试验研究

在不同竖向荷载下对七等材、八等材足尺模型进行水平拟静力试验,分析滞回曲线、骨架曲线、变形及刚度变化规律.结果表明：木构架的变形主要表现为摇摆柱的转动、摩擦滑移及如嵌压等的塑性变形,并由此导致刚度的退化,而构件间的约束力则延缓了刚度退化的速率;在水平往复侧移中,木构架体现出良好的变形能力和自复位能力;竖向荷载的增加提高了极限承载能力,且与弹性段、屈服点的最大荷载和刚度均呈正线性关系.相对于七等材模型,八等材模型的滞回耗能和延性较高,但极限承载力较低,刚度退化更快;木构架的滞回性能与模型比例的关系与竖向荷载的区域有关.     

消能减震框架结构减震控制

针对高层消能减震框架结构的减震控制问题,根据工程经验以及不同的抗震思想,提出了顺序添加控制、最大层间位移控制和滞回耗能控制三种减震控制方法,并运用PERFORM-3D有限元软件对各种减震控制效应进行了弹塑性能量响应分析.结果表明,三种减震控制方法均可有效地将地震响应缩减到一定的范围内,实现了结构的震动控制;滞回耗能控制方法优于最大层间位移控制方法,而最大层间位移控制方法又优于顺序添加法;在结构横向及纵向空间较为复杂的情况下,采取滞回耗能控制方法更为科学合理.     

秦氏旧宅厅堂木构架体系动力性能分析

为了保护现存文物建筑并对其进行维修设计,以秦氏旧宅厅堂木构架建筑为研究对象,建立有限元模型并进行动力性能分析。采用模态分析探讨木构架体系的动力特性,对木构架进行罕遏地震作用下的动力时程分析。结果表明：结构第1阶振型的自振周期为2．1127S,体现木构架建筑的长周期特性;纵向刚度小于横向刚度;节点刚度对结构振动模态影响显著;随着梁架层高度的增加,各梁架层的位移峰值随之增大;各梁架层加速度峰值随着梁架高度增加有减小的趋势,层间动力放大系数均在1左右;榫卯连接起到耗能减震的作用,其中七架梁层处的榫卯结构耗能效果最为显著;所得研究成果可为同类木构架体系的保护、修缮提供技术支持。     

纤维增强石膏板的力学性能研究

灌注混凝土纤维增强石膏板(GFRGP)是一种新的建筑材料,可在抗震区的低层建筑物中应用。为研究GFRGP的力学性能及灌注混凝土柱与GFRGP间的协同作用,对四块部分灌注混凝土的纤维石谊板进行了侧向作用下的低周反复试验,得到了各试验构件的裂缝分布特点、开裂荷载及极限荷载。结合试验结果,分析了试验构件的抗剪能力、延性特点滞回特性、能量耗散和刚度递减规律。分析表明GFRGP在抵抗侧向剪力时起着重要作用,而混凝承担主要的竖向荷载及侧向荷载引起的弯矩,GFRGP和混凝土柱互相协同共同抵抗外荷载。部分灌注混凝土纤维增强石膏板具有良好的能量耗散能力,在侧向荷载作用下,纤维和混凝土柱在抵抗外荷载中起着关键作用。     

新型叠合式剪力墙试验研究及抗震性能分析

在德国技术生产的钢筋混凝土叠合墙板的基础上,提出一种结构性能优良、施工快速便利、造价合理,同时又能满足环保要求的新型剪力墙结构形式。通过低周反复加载试验,得到墙板的荷载-位移滞回曲线、荷载-应变关系曲线,研究现浇剪力墙板和叠合式剪力墙板的承载能力（开裂荷载、屈服荷载、极限荷载）、变形性能和耗能能力。试验结果分析表明：拼缝处的暗柱和水平筋起到传递剪力的作用;格构钢筋是叠合式剪力墙板的整体性形成的主要原因;与现浇剪力墙板相比,延性变差、耗能减弱,但承载能力增加。为新型叠合剪力墙结构的推广应用及其抗震设计提供有意义的理论依据。     

半刚接钢框架-钢板剪力墙结构滞回性能的有限元分析

为研究半刚接钢框架钢板剪力墙结构（Partially-restrained Steel Frame-Steel Plate ShearWall）的抗震性能,利用经试验验证的双向等效拉杆模型分析了低周往复荷载作用下梁柱半刚性连接对强、弱框架SPSW结构滞回性能、承载力、刚度、耗能能力的影响。分析结果表明：SPSW结构的滞回曲线具有双重特征,当周边钢框架较强时,滞回曲线趋于饱满;当内填剪力墙板较强时,滞回曲线趋于捏缩。随着节点抗弯承载力的增加,强、弱框架的SPSW结构的滞回性能趋于饱满,耗能能力增强,水平承载力呈增大趋势,但对强框架SPSW结构的影响程度大于弱框架SPSW结构。节点抗弯承载力对强框架SPSW结构的抗侧刚度影响较大,对弱框架SPSW结构抗侧刚度影响相对较小。     

一柱一桩基础单层厂房的侧向变位问题

排架结构单层厂房一柱一桩基础的稳定性较差，存在着基础能否为上部结构提供足够的位移和转角约束的问题．在水平荷载作用下，由于桩的变形使排架柱产生更多的侧向位移，严重影响排架刚度，设计中有必要对因桩的变形产生的排架柱位移进行验算和控制．文中针对弹性桩，采用m法对桩顶变形进行计算，进而计算由桩变形产生的枉侧向位移．通过对某工程实例吊车荷载作用下排架侧向位移的计算，证明桩的变形对排架侧向位移影响较大，尤其桩顶转角的影响大．     

考虑柱体摇摆效应的半刚性榫卯柱架弹性抗侧刚度简化计算方法

为了准确描述半刚性榫卯柱架在水平荷载下的抗侧行为,提出能够综合考虑榫卯节点半刚性和柱体摇摆效应的弹性杆-弹簧单元的简化分析模型.分别采用直接刚度法和静力凝聚法计算得到柱架的整体刚度矩阵和抗侧刚度表达式,通过计算值和拟静力试验结果的对比,验证了模型的有效性.选取木材弹性模量、榫卯刚度、柱高及竖向荷载为研究对象进行拓展参数...