本文選題：古建筑木結構 + 燕尾榫節(jié)點�。� 參考：《西安建筑科技大學》2015年碩士論文

【摘要】：古建筑是不可再生的珍貴文化資源,對其進行保護具有重要意義。我國古建筑以木結構為主,木結構構件間通常采用榫卯連接,無需一釘一鐵,榫卯連接是我國古建筑木結構的主要特色之一。在地震作用下,榫卯間的擠壓摩擦對木結構有良好的消能減震作用,而榫卯節(jié)點的破壞通常會導致結構傾斜甚至倒塌。因此,掌握榫卯節(jié)點的抗震性能對古建筑木結構的抗震評估和修繕加固具有重要意義。本文以木結構中應用較廣泛的燕尾榫為研究對象,通過模型試驗、理論分析和數值模擬,對其獨特的傳力機理和抗震性能進行了研究,主要內容包括:(1)總結了常見的榫卯形式,對具有代表性的直榫和燕尾榫的傳力機理和常見破壞形式進行了分析;結合現(xiàn)存古建筑木結構榫卯節(jié)點在地震下的實際表現(xiàn),說明了對其抗震性能進行研究的必要性和重要性。(2)為研究燕尾榫節(jié)點的抗震性能,考慮豎向荷載、普柏枋、雀替及尺寸效應的影響,對7個按照宋《營造法式》制作的燕尾榫單節(jié)點模型進行水平低周反復加載試驗,對比分析了節(jié)點的破壞形式、滯回特性、轉動彎矩、剛度退化和耗能等抗震性能及其隨各影響影響因素變化的規(guī)律。(3)為研究殘損對燕尾榫節(jié)點抗震性能的影響,人工模擬了節(jié)點兩種常見的殘損狀態(tài)—真菌腐朽和蟲蛀,通過低周反復加載試驗對殘損節(jié)點的破壞特征、彎矩-轉角滯回曲線和骨架曲線、耗能進行了研究,分析了殘損燕尾榫節(jié)點抗震性能的退化規(guī)律。(4)通過對燕尾榫節(jié)點受力機理的分析,基于力學平衡和幾何關系對節(jié)點的彎矩-轉角關系進行了理論推導,結合擬靜力試驗結果,提出了以屈服點、極限點為特征點的彎矩—轉角雙折線模型,模型計算結果與試驗結果吻合良好。最后在計算公式的基礎上,對燕尾榫節(jié)點轉動彎矩的影響參數進行了分析。(5)基于ABAQUS對前述三種不同類型的燕尾榫節(jié)點進行有限元分析,從節(jié)點在低周反復荷載作用下的變形、應力分布及骨架曲線三個方面驗證了榫卯連接的傳力機理和破壞形態(tài)。結果表明,建立的有限元模型可以較好地反映古建筑木結構燕尾榫節(jié)點的抗震性能。
[Abstract]:Ancient buildings are precious cultural and non renewable resources, the protection is of great significance to China's ancient architecture. The main wooden structure, wooden structure components usually adopts the mortise and tenon connection, without a single nail, mortise and tenon connection is one of the main features of Chinese ancient wooden building. In the earthquake the tenon, extrusion and friction energy dissipation has good effect on wood structure, and tenon joints usually leads to structure damage and even collapses. Therefore, mastering the seismic performance of mortise tenon joint seismic assessment and restoration of ancient timber structure reinforcement is of great significance. This paper is widely used in wood structure the dovetail joint as the research object, through the model experiment, theoretical analysis and numerical simulation, the unique stress transmission mechanism and seismic performance are studied, the main contents include: (1) summarizes the common form of straight mortise tenon, representative The load transfer mechanism and dovetail and common failure forms are analyzed; the actual performance with the existing ancient timber structure tenon joints under earthquake and illustrates the necessity and importance of the research on its seismic performance. (2) to study on the seismic behavior of dovetail joints, considering vertical load, Pu Bo Fang, the sparrow effect and size effect, of 7 in accordance with the song < create a dovetail single node model produced by the French > low cyclic loading test, comparison and analysis of the failure node, hysteretic characteristics, rotation moment, change the seismic performance of stiffness degradation and energy dissipation and with various factors the law. (3) in order to study the effect of damage on the seismic performance of dovetail joints, artificial simulated nodes two state - common damage and decay fungi and insects, the failure characteristics of cyclic loading tests on the damaged nodes, moment transfer Angle hysteretic curves and skeleton curves, energy dissipation is studied, analyzed the degradation of damaged dovetail seismic performance. (4) through the analysis of the stress mechanism of dovetail joints, mechanical equilibrium and geometric relation between moment of joint angle based on the theory, combined with the pseudo static test results, put forward the yield point, limit point angle double line moment feature model, the calculated results agree well with the experimental results. Finally, based on the calculation formula on the parameters affecting the rotation moment of the dovetail joint are analyzed. (5) ABAQUS finite element analysis is carried out on the three different types of dovetail nodes based on node from deformation under cyclic loading, the stress distribution of three aspects should be verified and the skeleton curves of load transfer mechanism and failure form of mortise tenon joints. The results show that the finite element modeling of the The model can better reflect the seismic performance of the dovetail joint of the ancient building wood structure.

【學位授予單位】：西安建筑科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TU352.11;TU366.2

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本文編號：1731717