检索结果-内蒙古大学图书馆

工程力学 2025年

作者：邓扬申励辛吴婧姝李爱群李雨航北京建筑大学土木与交通工程学院教育部古建筑安全与节能国际合作联合实验室中冶检测认证有限公司北京电子科技职业学院机电工程学院

古建筑木结构因构造复杂且在服役过程中产生了多种损伤，使得有限元模型难以准确地表征其实际力学状态，同时也无法精确预测古建筑的损伤发展。为此，本文提出了一种古建筑木结构有限元模型修正方法：采用三维激光扫描获取古木建筑的既... 详细信息

古建筑木结构因构造复杂且在服役过程中产生了多种损伤，使得有限元模型难以准确地表征其实际力学状态，同时也无法精确预测古建筑的损伤发展。为此，本文提出了一种古建筑木结构有限元模型修正方法：采用三维激光扫描获取古木建筑的既有损伤作为修正依据，结合响应面技术及多目标遗传算法通过参数优化对古建筑模型进行修正，并基于修正后模型提出了古建筑结构损伤的预测方法。以福建省泉州市开元寺拜亭为研究对象，建立有限元模型并进行了修正，同时对其结构的损伤发展进行了预测、评估与预警。结果表明，拜亭模型与真实结构之间的脱榫长度与柱倾斜均值的误差相较于修正前分别下降了79%和69.5%；经预测，当拜亭柱的沉降增长值超过2.5 mm时，结构的脱榫及柱倾斜损伤将超过规范限值。

关键词：古建筑木结构有限元模型模型修正响应面优化结构损伤预测

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古建筑木结构燕尾榫节点力学模型研究

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建筑结构学报 2021年第8期42卷 151-159页

作者：潘毅张启王晓玥郭瑞西南交通大学土木工程学院四川成都610031 西南交通大学抗震工程技术四川省重点实验室四川成都610031

在古建筑木结构中,燕尾榫节点广泛用于水平构件与柱头相交的部位。为了研究古建筑木结构中燕尾榫节点的弯矩-转角(M-θ)力学模型,在分析燕尾榫节点构造特点和受力机理的基础上,建立其数值模型,采用已有的燕尾榫节点试验数据验证了数值... 详细信息

在古建筑木结构中,燕尾榫节点广泛用于水平构件与柱头相交的部位。为了研究古建筑木结构中燕尾榫节点的弯矩-转角(M-θ)力学模型,在分析燕尾榫节点构造特点和受力机理的基础上,建立其数值模型,采用已有的燕尾榫节点试验数据验证了数值模型的正确性。根据受力分析的结果,建立以屈服点、极限点为特征点的双折线多参数M-θ力学模型,给出了考虑模型尺寸和材料特性的特征点计算式,其计算结果与大量试验数据吻合,并将该力学模型应用于木构架的受力分析中。研究结果表明:燕尾榫节点的挤压变形主要集中在榫头处,而卯口变形可忽略;提出的M-θ力学模型反映了燕尾榫节点的整个受力过程,适用于木构架的受力分析,其加载点荷载-位移曲线与试验结果基本吻合。研究成果可为中国古建筑木结构的维修与保护提供参考。

关键词：古建筑木结构燕尾榫节点受力机理数值分析 M-θ力学模型

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古建筑木结构叉柱造式斗栱节点抗震性能试验研究

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土木工程学报 2015年第8期48卷 19-28页

作者：谢启芳向伟杜彬郑培君吴波西安建筑科技大学陕西西安710055 华南理工大学亚热带建筑科学国家重点实验室广东广州510640 华电电力科学研究院浙江杭州310030

斗栱是中国古建筑特有的形制,具有建筑装饰、传递荷载和耗能减震等综合作用。为研究叉柱造式斗栱节点的抗震性能,以独乐寺观音阁平座层叉柱造式斗栱为研究对象,参照宋《营造法式》三等材的营造方法,制作5个叉柱造式斗栱节点。通过低周... 详细信息

斗栱是中国古建筑特有的形制,具有建筑装饰、传递荷载和耗能减震等综合作用。为研究叉柱造式斗栱节点的抗震性能,以独乐寺观音阁平座层叉柱造式斗栱为研究对象,参照宋《营造法式》三等材的营造方法,制作5个叉柱造式斗栱节点。通过低周反复荷载试验,研究叉柱造式斗栱节点的破坏形态、滞回特性、抗转动承载力、转动刚度、刚度退化和耗能等抗震性能,分析不同营造形式、不同竖向荷载等因素对斗栱节点抗震性能的影响以及双朵斗栱协同工作效应。试验结果表明:叉柱造式斗栱节点主要破坏形态是柱叉、散斗的劈裂,栌斗的开裂和受压屈服,枋弯曲断裂以及构件的分离与滑移。斗栱节点的弯矩-转角滞回曲线呈"S"形,滞回环"捏缩"效应明显;双枋斗栱节点的滞回曲线对称性好,而单枋斗栱节点的正、负向滞回曲线显著不对称。斗栱节点弯矩-转角骨架曲线的发展过程可划分为基本弹性阶段、弹塑性上升阶段和平稳破坏阶段三个阶段,并根据试验结果建立斗栱节点的弯矩-转角简化计算模型。竖向荷载越大,节点抗转动承载力和转动刚度越大,根据试验结果建立斗栱节点转动刚度的竖向荷载影响系数计算公式。研究成果对我国叉柱造式古建筑木结构的保护具有重要参考价值。

关键词：古建筑木结构斗栱节点叉柱造式低周反复荷载试验转动刚度抗震性能

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古建筑木结构燕尾榫节点弯矩-转角模型研究

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工程力学 2016年第8期33卷 39-44页

作者：谢启芳杜彬钱春宇郑培君李双张风亮西安建筑科技大学土木工程学院陕西西安710055 上海市建筑科学研究院上海市工程结构安全重点实验室上海200032 机械工业勘察设计研究院有限公司陕西西安710043 陕西省建筑科学研究院陕西西安710082

古建筑木结构燕尾榫节点由于其独特的构造特征而具有与其他节点不同的性能,已有的分析模型不能完全适用于燕尾榫节点。在分析燕尾榫节点受力机理的基础上,根据节点的力学平衡和变形协调关系对燕尾榫节点的弯矩-转角关系进行了理论推导,... 详细信息

古建筑木结构燕尾榫节点由于其独特的构造特征而具有与其他节点不同的性能,已有的分析模型不能完全适用于燕尾榫节点。在分析燕尾榫节点受力机理的基础上,根据节点的力学平衡和变形协调关系对燕尾榫节点的弯矩-转角关系进行了理论推导,结合已有的燕尾榫节点拟静力试验结果,提出了以屈服点、极限点为特征点的燕尾榫节点弯矩-转角双折线模型,给出了模型特征点参数计算公式。结果表明,用该模型所得弯矩-转角曲线与试验骨架曲线基本吻合。研究成果可为古建筑木结构的修缮加固提供理论依据。

关键词：古建筑木结构燕尾榫节点受力机理弯矩-转角模型理论分析

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古建筑木结构地震损伤分析及抗侧刚度识别

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湖南大学学报（自然科学版） 2019年第1期46卷 55-64页

作者：薛建阳白福玉张锡成周超锋西安建筑科技大学土木工程学院陕西西安710055

为研究地震作用下古建筑木结构层间抗侧能力损伤和识别,根据缩尺比为1∶3.52殿堂式古建筑木结构振动台试验,分析不同地震损伤下模型层间等效抗侧刚度、侧移响应及侧移对刚度损伤的敏感性.在考虑柱脚滑移的结构简化力学模型基础上,推导... 详细信息

为研究地震作用下古建筑木结构层间抗侧能力损伤和识别,根据缩尺比为1∶3.52殿堂式古建筑木结构振动台试验,分析不同地震损伤下模型层间等效抗侧刚度、侧移响应及侧移对刚度损伤的敏感性.在考虑柱脚滑移的结构简化力学模型基础上,推导模型的状态方程和观测方程.考虑试验环境噪声干扰,利用奇异值分解偏最小二乘(PLS-SVD)和扩展卡尔曼滤波(EKF)方法定量识别模型等效抗侧刚度.结果表明,随着地震损伤增加,结构层间等效抗侧刚度比减小、侧移峰值对柱架层结构损伤较乳层敏感.无损工况下结构等效抗侧刚度识别误差在10%左右;损伤工况下结构等效抗侧刚度识别误差为15%～20%.通过明代古建筑木结构西安钟楼等效抗侧刚度在线识别,验证了PLS-SVD和EKF方法可为古建筑木结构等效抗侧能力监测和震前抗倒塌预警提供理论依据.

关键词：古建筑木结构抗侧刚度地震损伤识别

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古建筑木结构直榫节点力学模型的研究

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工程力学 2015年第2期32卷 82-89页

作者：潘毅王超唐丽娜李玲娇西南交通大学土木工程学院四川成都610031 西南交通大学交通隧道工程教育部重点实验室四川成都610031 中国建筑科学研究院北京100013

以中国西南地区穿斗式古建筑木结构中常见的直榫节点为研究对象,对其在低周往复荷载作用下的受力机理进行了详细分析,建立了考虑节点拔榫量影响的M-θ力学模型和相应的实现算法,并给出了简化计算公式,最后采用试验数据对该力学模型进行... 详细信息

以中国西南地区穿斗式古建筑木结构中常见的直榫节点为研究对象,对其在低周往复荷载作用下的受力机理进行了详细分析,建立了考虑节点拔榫量影响的M-θ力学模型和相应的实现算法,并给出了简化计算公式,最后采用试验数据对该力学模型进行了验证。结果表明,直榫节点的M-θ力学模型的计算结果与试验曲线吻合良好,可为中国古建筑木结构的抗震性能及加固的研究提供理论基础。

关键词：古建筑木结构受力机理榫卯连接直榫 M-θ力学模型

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古建筑木结构拼合梁结构机制

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东南大学学报（自然科学版） 2013年第2期43卷 425-430页

作者：淳庆谭志成陈春超东南大学城市与建筑遗产保护教育部重点实验室南京210096 东南大学土木工程学院南京210096

在中国传统木构建筑中,梁架构件有梁-角背或梁-随梁枋的拼合做法,而檩条构件有檩条-随檩枋的拼合做法.基于传统木构拼合连接作法,对梁-角背或梁-随梁枋的拼合三架梁模型及拼合五架梁模型、檩条-随檩枋的拼合檩条模型进行了力学分析,推... 详细信息

在中国传统木构建筑中,梁架构件有梁-角背或梁-随梁枋的拼合做法,而檩条构件有檩条-随檩枋的拼合做法.基于传统木构拼合连接作法,对梁-角背或梁-随梁枋的拼合三架梁模型及拼合五架梁模型、檩条-随檩枋的拼合檩条模型进行了力学分析,推导出了常见拼合梁的极限弯矩以及销栓剪力的计算公式,并对拼合梁的极限弯矩及销栓剪力与上下梁的高度比、宽度比、销栓位置关系进行了分析,得出了一些有价值的结论.当销栓先破坏时,销栓破坏时的极限弯矩受销栓位置影响最大,高度比影响次之,宽度比影响最小;木梁破坏时的极限弯矩与销栓位置无关,受高度比和宽度比影响相差不大.当木梁先破坏时,极限弯矩受高度比影响较大,受宽度比和销栓位置影响相对较小.

关键词：古建筑木结构拼合梁结构机制销栓

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古建筑木结构柱脚节点受力性能试验研究

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建筑结构学报 2017年第8期38卷 141-149页

作者：贺俊筱王娟杨庆山北京交通大学土木建筑工程学院北京100044 北京交通大学结构风工程与城市凤环境北京市重点实验室北京100044 重庆大学土木工程学院重庆400044

在古建筑木结构中,将木柱直接平摆浮搁于础石之上,形成连接上部结构与台基之间的柱脚节点,其只承受压力而不承受拉力。在反复荷载作用下,木柱会沿柱脚边缘转动。为研究柱脚节点在地震、风荷载等作用下的受力性能,参考宋代《营造法式》... 详细信息

在古建筑木结构中,将木柱直接平摆浮搁于础石之上,形成连接上部结构与台基之间的柱脚节点,其只承受压力而不承受拉力。在反复荷载作用下,木柱会沿柱脚边缘转动。为研究柱脚节点在地震、风荷载等作用下的受力性能,参考宋代《营造法式》制作了3个七等材足尺柱脚节点模型。通过低周反复荷载试验对柱脚节点的受力特点、滞回特性、转动刚度、刚度退化、柱脚截面等效半径和柱脚边缘点应变等特性进行研究,并分析了竖向荷载对上述性能的影响。试验结果表明:在反复荷载作用下,柱脚边缘出现受压变形,其转动支点交替变化;滞回曲线呈反Z形,产生捏拢现象;柱脚节点恢复弯矩和柱脚截面等效半径首先随转角增加而增加,而后逐渐趋于稳定;柱脚节点的初始转动刚度较大,随后刚度随转角增加逐渐减小;在反复荷载作用下,柱脚节点产生刚度退化现象,加载过程中,柱脚转动刚度为正值,表明其具有较好地转动性能;柱脚恢复弯矩、转动刚度、边缘点应变随竖向荷载增加明显增加,柱脚截面等效半径随竖向荷载增加而减小;通过试验拟合得到了竖向荷载对恢复弯矩和转动刚度的影响系数。

关键词：古建筑木结构柱脚节点拟静力试验恢复弯矩转动刚度等效半径

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古建筑木结构透榫节点力学模型研究

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土木工程学报 2020年第4期53卷 61-70,82页

作者：潘毅安仁兵王晓玥郭瑞西南交通大学土木工程学院四川成都610031 西南交通大学抗震工程技术四川省重点实验室四川成都610031

为研究古建筑木结构透榫节点的M-θ力学模型,在分析透榫节点构造特征与受力机理的基础上,建立其数值模型,用透榫节点的试验数据验证了该数值模型的正确性,并分析了节点缝隙、木材横纹弹性模量和大榫头长度对透榫节点受弯承载力的影响。... 详细信息

为研究古建筑木结构透榫节点的M-θ力学模型,在分析透榫节点构造特征与受力机理的基础上,建立其数值模型,用透榫节点的试验数据验证了该数值模型的正确性,并分析了节点缝隙、木材横纹弹性模量和大榫头长度对透榫节点受弯承载力的影响。根据受力分析结果,建立以弹性点、屈服点与极限点为特征点的三折线多参数M-θ力学模型,其结果与多数的试验结果基本吻合,并将该力学模型应用于木构架的受力分析。研究结果表明:透榫节点的滞回耗能能力强,节点的变形主要集中在榫头处。当榫头与卯口之间的缝隙增大时,节点的受弯承载力降低。随木材横纹弹性模量的提高和大榫头长度的增加,节点的受弯承载力有一定提高。文章建立的M-θ力学模型能较好反映透榫节点的受力过程,适用于木构架的受力分析,其荷载-位移骨架曲线与试验结果基本吻合。研究成果可为古建筑木结构的维修与保护提供参考。

关键词：古建筑木结构透榫节点 M-θ力学模型受力机理数值模型

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古建筑木结构燕尾榫节点抗震性能及尺寸效应试验研究

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建筑结构学报 2015年第3期36卷 112-120页

作者：谢启芳杜彬向伟郑培君崔雅珍张风亮西安建筑科技大学土木工程学院陕西西安710055 上海市建筑科学研究院上海市工程结构安全重点实验室上海200032 陕西省建筑科学研究院陕西西安710082

为研究燕尾榫节点的抗震性能,考虑竖向荷载、普柏枋、雀替及尺寸效应的影响,对7个按宋《营造法式》制作的燕尾榫节点模型进行了水平低周反复荷载试验,对比分析节点的破坏形态、滞回特性、转动弯矩、转动刚度和耗能等抗震性能及其随各影... 详细信息

为研究燕尾榫节点的抗震性能,考虑竖向荷载、普柏枋、雀替及尺寸效应的影响,对7个按宋《营造法式》制作的燕尾榫节点模型进行了水平低周反复荷载试验,对比分析节点的破坏形态、滞回特性、转动弯矩、转动刚度和耗能等抗震性能及其随各影响因素的变化规律。结果表明:燕尾榫节点破坏主要表现为榫头部分拔出,榫头与卯口间产生明显挤压变形,枋、柱整体完好;未施加竖向荷载的节点出现榫头沿柱纵向滑移现象;带普柏枋节点榫头拔出量较小,在普柏枋与馒头榫连接边缘发生局部剪切变形;带雀替节点在转角较大时,通过暗销连接的枋与雀替逐渐分离。节点弯矩-转角滞回曲线以反"Z"形为主,有明显的"捏缩"效应;竖向荷载越大,滞回曲线越饱满;带普柏枋燕尾榫节点的滞回曲线更平滑,对称性较好;带雀替燕尾榫节点的滞回曲线左右明显不对称。燕尾榫节点的正向转动弯矩随竖向荷载的增大而逐渐降低,而反向转动弯矩逐渐提高;普柏枋显著提高了节点的正反向转动弯矩,而雀替仅提高节点的正向转动弯矩。带普柏枋节点的转动刚度较大,而耗能能力较弱;雀替在与枋脱离前可以有效提高节点的耗能能力。不同尺寸燕尾榫节点的转动弯矩与转动刚度不满足模型相似关系,拟合的尺寸影响关系可为实际工程提供理论参考。

关键词：古建筑木结构燕尾榫节点普柏枋雀替拟静力试验抗震性能尺寸效应

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