丽江传统木构建筑榫卯节点防火性能调查

古建筑内部建筑构件饱经历史的风雨,特别是榫卯的连接处,火灾情况下的特性和现象与一般建筑物有所不同。通过阅读大量古建筑榫卯连接及古建筑防火书籍和文献,以丽江古城为主,走访当地居民,请教当地木匠,对古城古建筑木架的连接方式、防火措施等进行了调研,并对古城古建筑防火做出总结。对完善古建筑防火措施方法有着积极的作用。     

联结——传统木构建筑中榫卯的“语义”探析

拥有至少7000多年发展历史的榫卯是我国传统木构建筑自成一体、独树一帜的关键构件,在其漫长的发展历史过程中深受中国传统文化的影响,也逐渐成为凝聚传统文化的载体和解读建筑文化的符号。因此,文章从语义阅读的角度,通过分析传统木构建筑中榫卯构件的联结作用、方式、形态等,探析其建构中的思想、智慧及蕴含的深远传统文化语义,以期“见微知著”,更透彻地了解传统木构建筑的文化表征和建构特点。     

木构建筑典型榫卯连接刚度分析

以木构建筑透榫、半榫和燕尾榫为研究对象,采用有限元方法动态模拟节点低周反复荷载试验,获得不同节点弯矩-转角(M-θ)滞回曲线和骨架曲线,拟合出节点刚度退化曲线,并从中观察透榫、半榫和燕尾榫的破坏形式,以及节点构造对计算结果的影响。分析结果给出透榫、半榫和燕尾榫刚度随外荷载和相对变形呈非线性变化,以及不同节点刚度特性的差异性刻画。研究结果可为传统木结构建筑抗震性能研究提供理论基础。     

榫卯灌浆钢管框架节点抗震性能试验研究

为探索建筑钢结构低能耗循环利用技术,研究方钢管柱-矩钢管梁采用榫卯连接、砂浆灌浆阻滑的钢框架节点的抗震性能。对榫卯灌浆节点及传统全焊接节点进行了低周往复荷载试验,对比分析其破坏形态、荷载-位移滞回曲线、延性系数以及极限承载力,并建立有限元分析模型,与试验结果进行对比。研究表明：榫卯灌浆节点在弹性阶段的承载力与全焊接节点相当,但榫卯灌浆节点的极限承载力高于全焊接节点,塑性发展平台更长;榫卯灌浆节点的破坏方式为砂浆磨损挤碎,钢构件损伤小;摩擦耗能效果好,滞回曲线饱满,且震后砂浆易修复。     

3种材料加固古建筑木构架榫卯节点的抗震性能

采用扒钉、CFRP布(碳纤维增强塑料布)和钢箍3种材料加固古建筑木构架榫卯节点.通过人工加载方式,进行低周反复加载试验,分析3种材料加固后榫卯节点M-θ(弯矩-转角)滞回曲线、M-θ均值骨架曲线、耗能能力、刚度退化和延性的变化,对比了3种材料加固榫卯节点的抗震效果,并对3种材料在木构架加固工程中的应用提出建议.结果表明:榫卯节点加固前后均有良好的变形能力;CFRP布加固节点承载力＞钢箍加固节点承载力＞扒钉加固节点承载力;CFRP布加固节点耗能能力＞钢箍加固节点耗能能力＞扒钉加固节点耗能能力;CFRP布加固节点刚度退化＞扒钉加固节点刚度退化＞钢箍加固节点刚度退化;CFRP布加固节点延性＞扒钉加固节点延性＞钢箍加固节点延性.建议扒钉用于小型木构架加固;CFRP布用于中小型木构架加固;钢箍用于中大型木构架加固.     

残损古建筑木结构单向直榫榫卯节点抗震性能试验研究

现存古建筑木结构均有不同程度的残损,而榫卯节点的残损对整体结构的安全性影响最大。为了研究不同残损类型、不同残损程度对单向直榫榫卯节点抗震性能的影响,制作了7个缩尺比例为1∶4.8的单向直榫榫卯节点模型,包括1个完好节点模型、3个人工模拟榫头真菌腐朽的残损节点模型和3个人工模拟榫头虫蛀的残损节点模型。榫头真菌腐朽和榫头虫蛀分别采用在榫头表面钻孔和在榫头钻通孔的方法来模拟。通过低周反复加载试验对单向直榫榫卯节点的破坏特征、弯矩-转角滞回曲线、骨架曲线、刚度退化规律和耗能性能等进行了研究。试验结果表明：单向直榫榫卯节点的破坏形态主要为榫头部分拔出、榫卯接触处挤压变形,柱和枋基本完好;所有节点的弯矩-转角滞回环形状呈反S形,且残损程度越大,滞回环捏拢效应越明显;残损节点的转动弯矩、刚度和耗能能力明显低于完好节点,且随着残损程度增加逐渐降低;相同残损程度的人工模拟真菌腐朽节点的弯矩和刚度大于人工模拟虫蛀节点,但耗能能力低于人工模拟虫蛀节点。     

清代建筑大木作榫卯节点的建构研究

从清代建筑建造的基本逻辑出发,研究榫卯的使用规律,总结榫卯类型,并尝试从建构美学的角度揭示古代木构建筑的美感和艺术表现力,以期指导现代建筑设计。     

BFRP加固榫卯节点抗震性能试验研究

通过玄武岩纤维增强复合材料(BFRP)加固圆形截面木结构榫卯节点的水平低周反复荷载试验,对加固后榫卯节点的抗震性能进行了研究,主要包括滞回曲线、骨架曲线、强度和刚度退化规律、变形等。试验结果表明,BFRP加固榫卯节点的滞回曲线和未加固榫卯节点的滞回曲线图形明显不同,BFRP加固能够有效提高榫卯节点的承载力和刚度。根据榫卯节点刚度和极限承载力提高的比例,提出了BFRP加固榫卯节点的加固设计经验公式。     

古木结构中抬梁式和穿斗式木构架受力性能试验研究

为从木构架层次把握我国古建筑木结构的基本受力性能,根据相关文献和现场测绘设计并制作了抬梁式木构架和穿斗式木构架各1榀,进行了恒定轴压下的水平单调加载试验。通过试验研究获得了两类典型木构架的破坏模式、荷载-位移关系、榫卯节点的破坏形态、柱顶侧移-加载位移关系、榫卯节点的拔榫量-转角关系等。研究结果表明,在加载过程中,木构架中榫卯节点逐个破坏,半榫节点发生脱榫破坏,透榫发生变截面处顺纹撕裂破坏和榫头下侧受弯破坏,最终两榀木构架均发生整体倾覆破坏;抬梁式木构架和穿斗式木构架的极限位移角分别为1/6.6、1/4.0,均具有良好的变形能力,但抬梁式木构架的水平荷载承载效率明显低于穿斗式木构架;柱顶侧移随着加载位移的增加而近似线性增加;榫卯之间的初始缝隙在加载初期逐渐闭合,会引起部分榫卯节点拔榫量为负值,之后,主要榫卯节点的拔榫量随节点转角的增大而增大。     

含耗能雀替的榫卯节点抗震性能试验研究

榫卯节点是一种半刚性的连接节点,抗弯能力相对较弱,接近于铰接特征。为了提升榫卯节点的承载力、刚度以及耗能能力,根据榫卯节点的力学特征设计了耗能雀替,通过对不同顶层段距比例、不同厚度、不同宽度的耗能雀替进行低周反复荷载试验及有限元模拟,得到其滞回曲线和骨架曲线。建立12个含不同尺寸耗能雀替的榫卯节点参数化模型,通过有限元模拟,得到其滞回曲线、骨架曲线和耗能曲线。结果表明：耗能雀替在受压与受拉状态均具有良好的耗能特性,具备双向耗能、多点屈服、可参数化设计等优点;增加钢板厚度和宽度可以有效提升耗能器的承载力和刚度,顶层首段段距适当减小可提高耗能雀替的力学性能;采用耗能雀替加固榫卯节点后,耗能雀替钢板的屈服大大提高了榫卯节点的耗能能力,增加内层钢板厚度的耗能雀替可以更有效地提升榫卯节点的抗震性能。     

村镇典型木结构榫卯及木构架抗震性能试验研究

通过对三榀直榫榫卯连接形式的村镇典型木构架模型在水平低周反复荷载反复作用下的试验研究,得到了三榀不同尺寸的木框架的破坏特征、滞回曲线、骨架曲线、强度和刚度退化规律、变形及耗能等性能。试验结果表明:当木柱尺寸变大或者柱距变小时,木框架的强度和刚度有明显增加,抗震性能变好;村镇典型木结构房屋具有非常好的变形能力。     

传统风格建筑混凝土梁-柱节点承载力 影响参数灰色关联分析

为研究传统风格建筑混凝土梁-柱节点的破坏特征及力学性能,进行了2个节点试件的动力循环加载试验,包括1个传统风格建筑混凝土双梁-柱节点试件和1个单梁-柱节点对比试件,获得了试件的恢复力特征曲线。基于试验研究结果,采用ABAQUS软件建立试件三维有限元模型,在验证模型结构合理性的基础上,结合灰色系统理论的关联分析方法,以轴压比、混凝土强度、上下梁间距及配箍率等关键参数为关联因子,对影响传统风格建筑混凝土梁-柱节点承载力的关键参数进行关联度计算,得出了各参数对其承载力影响权重排序。结果表明:相对于单梁-柱节点,传统风格建筑混凝土双梁-柱节点承载力及耗能能力较高,滞回曲线更饱满,但其位移延性略小于单梁-柱节点; 总体上,传统风格建筑混凝土梁-柱试件节点域的变形及耗能能力较强,抗震性能良好; 传统风格建筑混凝土梁-柱节点承载力关键影响因素的权重依次为混凝土强度、配箍率、型钢强度、轴压比; 所得结论为传统风格建筑力学性能及承载力计算的进一步研究提供了新思路。     

汶川地震中木结构古建筑的震害调查与分析

根据对四川省都江堰、广元、彭州等灾区的木结构古建筑震害的调查结果以及相关研究资料,通过分类与统计的方法,得到其不同破坏程度所占的比例,归纳出其典型震害特征,并对其成因进行了分析。分析结果表明:木结构古建筑抵抗低烈度地震扰动的能力较弱,非结构构件破坏所占的比例很大,但其所采用的榫卯节点、柱脚"平摆浮搁"以及斗拱等特殊的连接方式,起到了减震耗能作用,保证了木结构古建筑整体具有较好的抗震能力,严重损坏者较少。然而,部分古建筑由于后期改造不当、年久失修和山体滑坡等原因,仍然发生了整体或部分倒塌。由此得到一些启示:不符合古建筑受力机理的改造,会加重其震害程度。     

木结构古建筑的抗震性能分析

研究木结构古建筑的抗震性能对保护和开发我国古建筑遗产具有重要意义。本文以抬梁式殿堂型木结构建筑为例,结合试验结果,对其独特的结构形式、工作机制和抗震性能进行了研究,结果表明特殊的台基构造方式,柱根浮搁于础石及榫卯斗的半刚性连接使得木结构古建筑具有较好的抗震消能特性。     

北京大兴国际机场大直径焊接空心球节点力学性能研究

北京大兴国际机场被英国《卫报》评选为"新世界七大奇迹"榜首.以北京大兴国际机场航站楼屋盖钢结构所采用的大直径焊接空心球节点为研究对象,完成了鼓形焊接空心球节点足尺模型的抗拉和抗压破坏试验,揭示了节点的受力特点和失效机理;建立了精确的有限元数值模型,经试验数据验证后,进一步研究了大直径焊接空心球节点的承载力机理.研究结果...     

基于ANSYS的木桁架齿连接应力状态分析

通过有限元分析了木结构齿连接的工作特性,目前,齿连接的设计简化了接触表面的应力分布,而忽略了压杆与弦杆夹角α对接触面应力分布的影响。这样的假设,与现实不符,也不能客观地评估应力应变状况。因此采用数值模拟的方法以更客观地评估齿连接节点的工作性能,优化节点的几何形态。应用Ansys软件,模拟不同的夹角α,发现了压杆和弦杆在不同夹角α情况下,压杆端承面和剪力面应力分布的特点,同时接触表面的摩擦作用也影响弦杆的剪切强度,揭示了压杆与弦杆夹角α是接触面应力分布的决定因素。     

从材料出发——中国古代木构建筑木材选择与应用的启示

中国古代木构建筑研究颇丰,而从材种选择与应用的角度研究甚少。论文通过对中国古代木构建筑大木材种在选材、制材、用材方面的研究,揭示了从材料出发建立材种选择和应用的科学原理,对于深入理解古代建筑专书《营造法式》的科学性及其启迪今天关注材料的现代建筑设计,有触类旁通的作用。     

福建传统民居节能技术初探

本文根据对福建传统民居在聚落选址、群体布置、平面布局、空间结构、自然通风、环境绿化、节能建材等方面的初步探索,总结了其可供当代建筑借鉴的节能理念与技术。