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为研究木结构榫卯节点的抗震性能及其加固后性能的变化,进行了6个榫卯节点的拟静力试验,并对试验后的榫卯节点分别采用扒钉、碳纤维、钢销、U型铁箍、角钢、弧形钢板进行加固。对比研究加固前后榫卯节点的破坏形态、滞回曲线、骨架曲线、耗能能力及刚度退化等抗震性能参数。试验结果表明:加固前节点滞回曲线有明显的捏缩现象,木结构良好的抗震性能正是依赖于节点的滑移摩擦耗能;加固后榫卯节点的抗震性能良好,可以达到破坏前的抗震性能;其中弧形钢板加固后的节点初始刚度较大,滞回环饱满,累计耗能为加固前的3倍,承载力提高70%,加固效果明显。根据试验结果给出了基于转角的震损榫卯节点加固设计方法。 相似文献
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中国古建木构架在水平反复荷载作用下变形及内力特征 总被引：2，自引：4，他引：2
通过对三个严格按照中国宋·《营造法式》中有关大木作的形制与构造要求制作的木构架模型在水平反复荷载作用下的试验研究,分析与探讨了中国古代木造结构在相应状态下的变形及受力特征及其榫卯节点工作机制,通过对榫卯节点的转动弯矩与相应转角试验数据的分析与研究,确定了榫卯节点的转动刚度,提出了该类型结构在水平地震作用下的计算模型,并就额枋正截面上的最大应变与内力,作了理论计算与试验数据的对比,两者吻合较好,从而证明了所选模型的合理性,为中国古建木构架在水平地震作用下的抗震分析提供了一种可资借鉴的方法。 相似文献
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为了加强对中国木结构传统建筑的保护,根据对近年来震害调查结果的分析与归纳,对木结构传统建筑的瓦件滑落、屋脊折断、屋面下沉、屋顶装饰件缺失、节点拔榫、柱底侧移、填充墙破损等典型震害特征及其成因进行了分析。分析结果表明,木结构传统建筑具有较好的抗震性能,但其部分构件连接较差、缺乏及时保养与加固、木构架与砖石墙体间变形不协调以及砖石材料本身抗震性能差等原因,是造成中国木结构传统建筑震害的主要原因。由此可得出以下结论:为提高木结构传统建筑的抗震性能,应当通过日常管理排除病害隐患,对薄弱结构应当及时加固以提高其抗震性能。 相似文献
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《地震工程与工程振动》2015,(3)
为了研究不同形式直榫榫卯节点的抗震性能,参照《营造法式》及相关文献的构造要求,考虑不同榫头形式、不同模型比例、不同榫头伸出长度及不同材料对直榫榫卯节点抗震性能的影响,制作了14个T型直榫榫卯节点。通过直榫节点的低周反复加载试验,得到了不同形式直榫节点的破坏特征、弯矩-转角滞回曲线、骨架曲线、转动刚度及其退化规律和耗能等性能。试验结果表明:直榫节点的破坏形态主要是卯口、榫头的挤压变形和榫头部分拔出,梁、柱无明显破坏;直榫节点弯矩-转角滞回曲线形状呈反‘S’型,单向直榫节点的滞回环对称且饱满度较好,透榫节点、半榫节点的正向和反向滞回曲线呈现不对称性且饱满度较差,半榫节点尤为明显;单向直榫节点、透榫节点的承载力和转动刚度较大且相差不多,半榫节点较小;单向直榫节点的承载力大致与模型比例的平方成正比,但不符合模型相似关系;单向直榫节点增加榫头长度有助于提高其转动刚度,但当榫头长度大于柱径时,其提高幅度减小;透榫节点的耗能能力好于单向直榫节点和半榫节点;不同木材种类对直榫节点的承载力、转动刚度等性能有明显影响;直榫节点的转角可以达到1/8rad,表现出良好的变形能力。研究成果可为古建筑木结构的抗震分析提供依据。 相似文献
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近年来,随着国家对古文物建筑的重视,科学合理地对其进行修缮保护已越来越有必要。主要根据四川雅安地震后,笔者对古建筑木结构的现场震害调查,通过系统归纳和分类统计,对古建筑木结构的地基基础、梁柱和枓栱等构件、榫卯节点、整体稳定性以及围护结构在地震作用下的破坏情况及破坏原因进行了详细的分析和探讨;并针对结构不同的破坏情况,提出了相应的抗震加固措施。分析结果可为古建筑木结构的修缮加固提供参考。 相似文献
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以武侯祠桂荷楼穿斗节点为原型,模拟了等厚单向透榫节点在拟静力荷载作用下的应力应变特征和抗震性能,探讨了榫高、榫厚和柱径三种因素对节点力学性能的影响。研究表明:等厚单向透榫耗能性能好,但节点受力复杂,榫头根部应力集中,小榫头根部易发生撕裂和折断现象;榫高、柱径对节点等效黏滞阻尼系数、节点刚度和承载力有显著影响,而榫厚影响不明显。最后,根据透榫节点弯矩转角关系提出三折线模型,建立了模型参数与榫高、榫厚、柱径的函数关系来预测节点性能。本文研究成果可为穿斗木构架结构的榫卯节点尺寸设计、抗震理论研究和文物修缮设计提供建议和参考。 相似文献
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现役古建木结构普遍存在残损现象，这将影响结构的抗震性能。本文以北京故宫的咸福宫西配殿为研究对象，通过简化其屋顶、斗拱、榫卯和柱脚节点建立结构的理想模型，并在此基础上考虑材料老化和节点性能降低等因素建立其残损现状模型。通过地震易损性分析，得到古建木结构的地震易损性曲线并进行理想和残损结构的震害等级及其发生概率对比。研究结果表明:残损现象降低了咸福宫西配殿的刚度和自振频率；相比于理想结构，咸福宫西配殿残损结构在小震作用下发生轻微损坏的概率增大21.1%，在中震作用下发生中等破坏的概率增大3.7%，大震作用下发生严重破坏的概率增大10.6%；咸福宫西配殿在大震作用下发生倒塌的概率很小，体现了木结构具有良好的抗震性能。 相似文献
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榫卯节点是木构架构件连接的关键构造，也是地震中容易损伤的部位，其抗震加固是降低木构架地震损伤程度、提升整体稳定性能的重要措施。依据GB/T 50165—2020《古建筑木结构维护与加固技术标准》的抗震鉴定要求，以构架的柱与梁枋拉结加固、构架间连接加固为研究重点，针对榫卯节点以及屋盖构件连接的薄弱构造和损伤特征，提出了高烈度设防区木构架整体拉结加固的实用方法，研制了相应的加固装置。该方法根据木构架在地震中的变形特点，确定了拉结加固的重点部位，以及加固装置的布置形式。所研制的加固装置源于传统铁件加固工艺并进行了性能改善，采用现代防锈蚀钢材制作连接件和紧固件，可延长装置的使用期限；采用降低连接件弯曲刚度的构造措施，可减少对榫卯节点半刚性转动性能的影响。为了推动抗震新技术在古建筑中的运用，介绍了一种布置在木构架额枋与柱之间的雀替式加固装置，可有效地提升高烈度区木构架的变形控制与能量耗散性能。 相似文献
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《世界地震工程》2017,(1)
对木结构节点建立了等效摩擦阻尼系统,依据能量等效原理将榫卯节点干摩擦耗散的能量等效为阻尼力做功,推导了节点关于干摩擦耗能的等效阻尼系数,以应用比较广泛的燕尾榫为例,通过有限元模拟得到了等效阻尼系数的大小。通过建立木框架结构,并在榫卯节点处引入MATRIX27单元模拟榫卯之间的干摩擦阻尼,选取兰州波和El Centro波,分别在结构考虑摩擦阻尼和不考虑摩擦阻尼的情况下进行了罕遇地震作用下的时程对比分析,引入无量纲的减震系数β来表示减震效果,得到榫卯节点在考虑摩擦阻尼的情况下,其节点位移和相对位移将会减小,而且荷载越大,减震效果越明显,说明榫卯节点的摩擦滑移在地震作用下具有较好的减震作用。 相似文献
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中国古代大木作结构抗震构造研究 总被引：3，自引：0，他引：3
通过对翔实历史与考古资料的调查，并结合于中国古建筑遗构的勘测，进行了许多有关这类结构的起源、发展和演变方面的研究工作，结果表明：(1)木构架具有相当好的抗(耐)震性能，由于这类木造结构的材料具有良好的弹塑性性能、以及榫卯节点的柔性连接，以致在地震过程中，大量的地震动能量被消耗掉。(2)在其结构构造方面，采用了许多诸如柱的生起、侧脚等木作工艺；柱顶、柱脚分别连以阑额、地袱以及其他的结构构件，使柱架层形成一个闭合的构架系统，并与重量很大的屋盖结合，俾使构架具有很大的稳定性和抗震性能。(3)通过阑额、由额与柱头方之间施以拱眼壁或蜀柱或人字拱；在节点部位施以绰幕方等的构造方式，显著增强了结构整体与其构件和节点的抗弯刚度。(4)对于单体建筑，通常情况下采用矩形或其他规则的几何图形作为其平面，在构架竖向上，通常为(下大上小的)棱台形，尤其对于多层建筑。实践证明这种构造方式具有较好的抗震性能。(5)通过抛光柱基础的顶面，显著地减少柱底与柱基础顶面之间的摩擦进而有效地产生隔震作用，使结构免于坍塌。总之，中国古建筑结构体系是高度有机的，对其科学的构造原理进行研究和探索，是一件有意义的事情，并且无疑地对我们现代的建筑活动以有益的启示。 相似文献
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轴向力对外露式刚性柱脚抗震性能的影响 总被引：1，自引：0，他引：1
为了研究轴向力对外露式刚性柱脚抗震性能的影响并提高外露式柱脚抗震设计的可靠性,文中利用Ansys有限元软件,针对外露式柱脚连接节点的抗震性能进行了数值模拟研究,将有无轴向力作用的两组柱脚试件抗震性能进行对比,分析了其在往复荷载作用下的破坏特征、滞回特性、骨架曲线、延性及耗能指标。根据数值模拟结果,提出水平地震荷载作用下轴向力会加速试件割线刚度的退化,给出一些抗震设计建议,为今后的工程设计和研究提供参考。 相似文献
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为了提高木结构抗震性能分析的精度,采用多尺度建模分析方法对木结构进行抗震分析。利用多点约束方法分别将榫卯节点和梁柱构件设定为关键区域和非关键区域。采用多尺度的建模思想,对关键区域采用实体单元进行精细尺度建模,而非关键区域则采用梁单元进行普通尺度建模,再通过不同尺度实现宏观结构模型和局部微观模型的相互协调,比较不同尺度下的实体单元和梁单元建模在抗震中的性能。实验结果表明,多尺度的有限元数值分析能够模拟木结构的整体动力响应和精确分析边界条件。通过多尺度、大范围的分级建模能够构建局部和全局的抗震性能分析的过程,精度较高,可提升抗震分析的效率。 相似文献