中國木結(jié)構(gòu)古建筑因其高水平的藝術(shù)價(jià)值、歷史價(jià)值和科學(xué)價(jià)值而在世界古代建筑體系中形成獨(dú)樹一幟的建筑體系,然而,由于木材自身材性退化、自然災(zāi)害及人為破壞的因素,現(xiàn)存木結(jié)構(gòu)古建筑產(chǎn)生各種形式殘損現(xiàn)象且主要發(fā)生在各重要節(jié)點(diǎn)處,使結(jié)構(gòu)處于潛在破壞狀態(tài),因此研究殘損節(jié)點(diǎn)及帶殘損節(jié)點(diǎn)木結(jié)構(gòu)古建筑的抗震性能,對其保護(hù)、修繕工作意義深遠(yuǎn),結(jié)合試驗(yàn)課題,對松動殘損直榫節(jié)點(diǎn)及帶松動節(jié)點(diǎn)多層木結(jié)構(gòu)抗震性能進(jìn)行初步分析。以西安永寧門箭樓明間檐柱為研究對象,建立無松動殘損及不同向松動殘損木構(gòu)架模型并進(jìn)行了水平循環(huán)加載擬靜力試驗(yàn),得到完好節(jié)點(diǎn)(F節(jié)點(diǎn))、水平向松動節(jié)點(diǎn)(S節(jié)點(diǎn))、豎直向松動節(jié)點(diǎn)(H節(jié)點(diǎn))、繞柱轉(zhuǎn)動向松動節(jié)點(diǎn)(R節(jié)點(diǎn))的破壞形態(tài)、M-Φ滯回曲線、骨架曲線、剛度退化規(guī)律、耗能能力等性能,結(jié)果表明:各松動殘損木構(gòu)架的破壞形態(tài)主要為榫頭、卯口間發(fā)生嚴(yán)重?cái)D壓變形及榫頭拔出,柱身、枋身則基本完好;各松動殘損節(jié)點(diǎn)M-Φ滯回曲線均呈反“Z”形,H節(jié)點(diǎn)捏攏特征明顯;所有節(jié)點(diǎn)在各級加載下的承載力、剛度均小于完好節(jié)點(diǎn),其中R節(jié)點(diǎn)與完好節(jié)點(diǎn)相差最小,H節(jié)點(diǎn)退化顯著;與F節(jié)點(diǎn)相比,H節(jié)點(diǎn)耗能能力降低28%,S節(jié)點(diǎn)降低16%,R節(jié)點(diǎn)減低7.5%。為了研究松動殘損節(jié)點(diǎn)對整體結(jié)構(gòu)抗震性能的影響,采用多尺度技術(shù)進(jìn)行數(shù)值模擬分析,考慮所有榫卯節(jié)點(diǎn)單元實(shí)體化的復(fù)雜性及數(shù)值計(jì)算成本,采用一致缺陷模態(tài)法確定了局部松動殘損節(jié)點(diǎn)對多層木結(jié)構(gòu)力學(xué)性能產(chǎn)生最不利影響的幾何分布。首先建立無松動殘損節(jié)點(diǎn)的多尺度模型并進(jìn)行模態(tài)分析及動力時程分析,結(jié)果表明:多尺度模型較好地符合箭樓局部模型的自振特性,既可較高精度地模擬整體結(jié)構(gòu)的動力響應(yīng),又可直觀地反映局部關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)的受力行為及損傷機(jī)理,但隨著輸入地震動強(qiáng)度的增大,模型的精度有所降低。在選取松動節(jié)點(diǎn)的松動形式及模型古木材材性參數(shù)的基礎(chǔ)上,建立帶松動殘損節(jié)點(diǎn)的多層木結(jié)構(gòu)模型(SD模型)并對其進(jìn)行模態(tài)分析及動力時程分析,根據(jù)時程結(jié)果得出二層結(jié)構(gòu)滯回曲線以及各主要構(gòu)件累積滯回耗能曲線,結(jié)果表明:材性退化及松動殘損節(jié)點(diǎn)使結(jié)構(gòu)周期變長,自振頻率變短;松動直榫節(jié)點(diǎn)增大了結(jié)構(gòu)相對于柱腳的位移響應(yīng),削弱了幅值較大地震動向上部傳遞,降低了二、三、四層結(jié)構(gòu)的加速度響應(yīng);二層結(jié)構(gòu)滯回曲線呈“長扁平”狀,層間耗能能力降低;相比于試驗(yàn)?zāi)Ｐ?SD模型耗能能力明顯減弱,但耗能時段增長,柱架層耗能占比有所下降,總滯回耗能量降低10.7%~21.0%。
【學(xué)位單位】：西安建筑科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：TU366.2
【部分圖文】：

》規(guī)制[48,49]，設(shè)計(jì)制作了縮尺比為 1:6 的 3 個相同材質(zhì)及尺架模型，所用木材為天然干燥的白松新材，為了便于施加頭頂面高出梁面 50mm，模型具體尺寸如圖 2.1 所示。圖 2.1 不帶雀替木構(gòu)架及其構(gòu)件尺寸驗(yàn)量測方案及加載制度

西安建筑科技大學(xué)碩士學(xué)位論文2 明清大木作古建筑試驗(yàn)研究.1 不帶雀替直榫柱架水平擬靜力試驗(yàn).1.1 模型設(shè)計(jì)本課題試驗(yàn)?zāi)Ｐ鸵晕靼渤菈τ缹庨T箭樓明間檐柱為原型，按照清工部《工程法則例》規(guī)制[48,49]，設(shè)計(jì)制作了縮尺比為 1:6 的 3 個相同材質(zhì)及尺寸的單榀直節(jié)點(diǎn)柱架模型，所用木材為天然干燥的白松新材，為了便于施加配重及水平荷，使柱頭頂面高出梁面 50mm，模型具體尺寸如圖 2.1 所示。

（c）榫頭上表面壓潰 （d）卯口局部變形圖 2.3 木構(gòu)架模型及構(gòu)件破壞模式表 2.1 木構(gòu)架各級加載下最大水平推動力maxP /kN試件名稱加載等級/mm±30 ±50 ±70 ±90MGJ-10.367 0.66 1.5785 2.752MGJ-20.4745 0.6895 0.997 3.106MGJ-30.7855 1.316 1.7005 2.698平均值0.542 0.8885 1.4255 2.85252.1.4 不帶雀替木構(gòu)架直榫節(jié)點(diǎn) M 滯回曲線通過1 4W W 測得試驗(yàn)過程中的位移及其各自相對位置關(guān)系，計(jì)算出節(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn) ，通過額枋端應(yīng)變片測得適時應(yīng)變變化，得出梁端彎矩M ，如圖 2.4 所示為過直榫節(jié)點(diǎn)連接的 3 個不帶雀替柱架的水平低周反復(fù)荷載擬靜力試驗(yàn)得到各半
【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2853036