检索结果-内蒙古大学图书馆

地震工程与工程振动 2015年第3期35卷 232-241页

作者：谢启芳郑培君崔雅珍钱春宇张风亮西安建筑科技大学陕西西安710055 机械工业勘察设计研究院有限公司陕西西安710055 陕西省建筑科学研究院陕西西安710082

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... 详细信息

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。

关键词：古建筑木结构不同形式直榫节点抗震性能低周反复加载试验

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残损古建筑木结构燕尾榫节点抗震性能试验研究

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振动与冲击 2015年第4期34卷 165-170,210页

作者：谢启芳杜彬李双向伟郑培君西安建筑科技大学土木工程学院西安710055 华南理工大学亚热带建筑科学国家重点实验室广州510640

残损是现存古建筑木结构的普遍状况,显著地降低了结构的抗震性能。为研究残损对燕尾榫节点抗震性能的影响,参照宋《营造法式》殿堂三等材的尺寸要求,制作了3个比例为1∶3.2的燕尾榫节点模型,包括1个完好节点、1个模拟榫头真菌腐朽的残... 详细信息

残损是现存古建筑木结构的普遍状况,显著地降低了结构的抗震性能。为研究残损对燕尾榫节点抗震性能的影响,参照宋《营造法式》殿堂三等材的尺寸要求,制作了3个比例为1∶3.2的燕尾榫节点模型,包括1个完好节点、1个模拟榫头真菌腐朽的残损节点和1个模拟榫头虫蛀的残损节点。榫头真菌腐朽和榫头虫蛀分别采用在榫头表面钻一定深度的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残损节点的破坏特征、弯矩-转角滞回曲线、骨架曲线和耗能性能进行了研究,分析了残损燕尾榫节点抗震性能的退化规律。结果表明:残损燕尾榫节点的破坏形态与完好节点的破坏形态类似,主要表现为榫头和卯口有明显的挤压变形、榫头沿枋纵向部分拔出,枋柱整体完好,但残损节点的榫头拔出更早、拔出量更大,模拟虫蛀节点有榫角被挤碎;残损燕尾榫节点的滞回曲线也有明显的"捏缩"效应,但滞回环饱满度较差;残损节点的转动弯矩、转动刚度均明显低于完好节点,但耗能能力基本不变化;当两种不同残损类型的残损程度相近时,人工模拟真菌腐朽节点的转动弯矩更高、转动刚度更大。

关键词：古建筑木结构燕尾榫节点残损人工模拟低周反复荷载试验抗震性能

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基于摇摆柱的古建筑木结构柱脚节点力学模型研究

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建筑结构学报 2022年第6期43卷 196-206页

作者：潘毅安仁兵陈建张启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,木柱通常直接平摆浮搁于础石之上,形成只有受压而无受拉能力的柱脚节点。在地震作用下,木柱会发生摇摆,柱脚为半刚性节点。为研究地震作用下古建筑木结构柱脚节点的摇摆机理,对柱脚节点的受压状态进行分析,并对木柱的... 详细信息

在古建筑木结构中,木柱通常直接平摆浮搁于础石之上,形成只有受压而无受拉能力的柱脚节点。在地震作用下,木柱会发生摇摆,柱脚为半刚性节点。为研究地震作用下古建筑木结构柱脚节点的摇摆机理,对柱脚节点的受压状态进行分析,并对木柱的摇摆过程进行分类,给出了不同摇摆过程的判定条件,建立了柱脚节点的弯矩-转角(M-θ)力学模型;通过与柱脚节点的弯矩-转角曲线试验结果进行对比,验证了该力学模型的正确性;将该M-θ力学模型应用于古建筑木结构的地震分析中,分别建立了柱脚半刚性连接和铰接的数值模型,并与振动台试验结果进行对比。研究结果表明:木柱的摇摆过程可分为全截面弹性摇摆、小截面弹塑性摇摆、大截面弹塑性摇摆以及全截面弹塑性摇摆等4类;采用M-θ力学模型得到的柱脚节点弯矩-转角曲线计算结果与拟静力试验结果的差异在10%以内;与铰接的柱脚节点相比,采用柱脚半刚性连接计算的古建筑木结构在地震作用下的动力响应更接近振动台试验结果,结构的加速度峰值、位移峰值与振动台试验结果的差异均在20%以内。

关键词：古建筑木结构柱脚节点摇摆过程 M-θ力学模型半刚性连接数值模型

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残损古建筑木结构单向直榫榫卯节点抗震性能试验研究

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建筑结构学报 2014年第11期35卷 143-150页

作者：谢启芳郑培君向伟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 陕西省建筑科学研究院陕西西安710082

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... 详细信息

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。

关键词：古建筑木结构单向直榫榫卯节点残损人工模拟残损拟静力试验抗震性能

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残损古建筑木结构叉柱造式斗栱节点抗震性能退化规律研究

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土木工程学报 2014年第12期47卷 49-55页

作者：谢启芳向伟杜彬郑培君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

为研究残损叉柱造式斗栱节点的抗震性能及其退化规律,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4个叉柱造式斗栱节点,并采用人工模型方法,模拟构件表面腐朽、虫蛀及裂缝等三类残损斗栱节点... 详细信息

为研究残损叉柱造式斗栱节点的抗震性能及其退化规律,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4个叉柱造式斗栱节点,并采用人工模型方法,模拟构件表面腐朽、虫蛀及裂缝等三类残损斗栱节点。通过低周反复荷载试验,研究残损斗栱节点的破坏形态、滞回性能、抵抗弯矩承载力、转动刚度、耗能及其退化规律。试验研究表明:残损叉柱造式斗栱节点的破坏形态与完好斗栱节点相似,残损节点模型的破坏更显著、更严重;残损斗栱节点的弯矩-转角滞回曲线呈弓形,滞回环捏缩效应较小,层间滑移现象减弱;不同残损斗栱节点的抵抗弯矩承载力和转动刚度都有一定程度的降低;残损节点的耗能能力都有所提高;残损斗栱节点仍具有较好的变形能力和延性。初步建立了节点的残损度与其抗震性能退化之间的关系。研究成果对我国现存叉柱造式古建筑木结构的残损评估和保护具有重要参考价值。

关键词：古建筑木结构残损斗栱节点低周反复荷载试验抗震性能人工模拟

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形状记忆合金丝加固古建筑木结构直榫节点抗震性能研究

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工程力学 2022年第4期39卷 164-176页

作者：张锡成胡成明吴晨伟韩乙楠张玉涛西安建筑科技大学土木工程学院陕西西安710055 西安建筑科技大学结构工程与抗震教育部重点实验室陕西西安710055

古建筑木结构中的半刚性榫卯节点在地震中往往先于梁柱等构件发生破坏,是加固保护的关键部位。设计了一种新型形状记忆合金(SMA)丝预防性加固装置,对采用该装置的5个直榫节点及1个未加固节点进行了低周反复荷载试验,研究了采用不同根数... 详细信息

古建筑木结构中的半刚性榫卯节点在地震中往往先于梁柱等构件发生破坏,是加固保护的关键部位。设计了一种新型形状记忆合金(SMA)丝预防性加固装置,对采用该装置的5个直榫节点及1个未加固节点进行了低周反复荷载试验,研究了采用不同根数和不同预拉应变的SMA丝加固节点的破坏形态、弯矩-转角关系、强度退化、刚度退化、耗能性能、自复位能力以及变形能力,并提出了SMA丝加固直榫节点的抗弯承载力计算方法。结果表明:SMA丝加固节点的抗弯承载力均有不同程度的提升,加固节点的最大抗弯承载力为未加固节点的1.49倍;与未加固节点相比,加固节点的强度退化不严重,表明SMA丝可以在节点转角较大时,仍能持续为节点提供抗弯承载力;加固节点最大转动刚度是未加固节点的2.24倍;随着节点转角的增大,未加固节点的耗能能力逐渐减小,而加固节点的耗能能力先增大后减小;在相同的转角下,随着SMA丝根数和预拉应变的增加,节点相对残余变形均减小,自复位能力增强。研究成果可为古建筑木结构榫卯节点的预防性加固保护提供参考。

关键词：古建筑木结构直榫节点形状记忆合金丝滞回性能抗弯承载力

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古建筑木结构多发残损的特征及防控分析

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木材科学与技术 2021年第5期35卷 54-59页

作者：袁霄陈勇平郭文静中国林业科学研究院木材工业研究所北京100091

以古建筑木结构的现场勘察大数据为研究对象,通过构件外部开裂、竖向变形、隐蔽处腐朽、内部腐朽、虫蛀等残损信息的统计分析,开展古建筑木结构多发残损的特征和防控研究。研究发现,构件的开裂大多并不影响结构安全,但应关注大跨度梁和... 详细信息

以古建筑木结构的现场勘察大数据为研究对象,通过构件外部开裂、竖向变形、隐蔽处腐朽、内部腐朽、虫蛀等残损信息的统计分析,开展古建筑木结构多发残损的特征和防控研究。研究发现,构件的开裂大多并不影响结构安全,但应关注大跨度梁和枋的竖向变形及其下部是否存在断裂迹象;构件的腐朽多出现在埋墙柱和檩的隐蔽处,主要因潮湿和通风不良等环境所致;构件的虫害防治应防重于治,其害虫多来源于原木料、修缮木料或其他木质材料等。通过研究分析木结构古建筑中影响结构安全的残损特征和残损区域,并根据残损成因分析提出针对性防控措施,可更好地保护木结构古建筑。

关键词：古建筑木结构木材残损防控

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铺作层布置对古建筑木结构抗震性能的影响

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土木工程学报 2019年第3期52卷 29-40页

作者：潘毅袁双郭瑞张宇张启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 西南交通大学建筑与设计学院四川成都610031

古建筑木结构中斗栱形制及补间铺作斗栱的布置有清晰的历史演变规律。为研究斗栱的尺度从大到小、补间铺作的斗栱数量由少到多的变化对古建筑木结构抗震性能的影响,以饶益寺大佛殿和保国寺祥符殿的铺作层布置为参照,设计出4种不同铺作... 详细信息

古建筑木结构中斗栱形制及补间铺作斗栱的布置有清晰的历史演变规律。为研究斗栱的尺度从大到小、补间铺作的斗栱数量由少到多的变化对古建筑木结构抗震性能的影响,以饶益寺大佛殿和保国寺祥符殿的铺作层布置为参照,设计出4种不同铺作层布置的数值模型,并对其进行地震作用下的动力时程分析,研究不同铺作层布置的模型在不同地震激励作用下柱脚、普拍枋顶面、斗栱顶面的加速度和位移反应。研究结果表明:在水平地震作用下,柱脚、普拍枋顶面、斗栱顶面的加速度依次减小。当斗栱的尺度减小后,铺作层对地震动加速度的衰减作用降低,侧向变形能力也减小。当斗栱的尺度不变,布置数量越多、布置越规整,铺作层对地震动加速度的衰减作用越强,柱架层及铺作层的侧向变形也减小。在强震作用下,斗栱的尺度减小后,额枋榫头及馒头榫处的应力虽均有增大,但馒头榫处的应力增加更明显。

关键词：古建筑木结构铺作层布置斗栱尺度斗栱数量抗震性能数值分析

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殿堂式古建筑木结构的离散元模拟与倒塌易损性分析

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振动工程学报 2020年第6期33卷 1150-1161页

作者：张锡成韩乙楠吴晨伟胡成明白福玉西安建筑科技大学土木工程学院陕西西安710055 西安建筑科技大学结构工程与抗震教育部重点实验室陕西西安710055

为研究中国传统殿堂式木结构古建筑在地震作用下破坏的概率以及不同参数对结构抗震性能的影响,基于按照宋代《营造法式》制作的单层单开间殿堂式木结构模型,建立了考虑榫卯半刚性连接及斗栱减震性能的三维非线性扩展离散元模型,将计算... 详细信息

为研究中国传统殿堂式木结构古建筑在地震作用下破坏的概率以及不同参数对结构抗震性能的影响,基于按照宋代《营造法式》制作的单层单开间殿堂式木结构模型,建立了考虑榫卯半刚性连接及斗栱减震性能的三维非线性扩展离散元模型,将计算动力特性和动力响应与单向水平地震激励下的振动台试验进行了对比,并对结构的倒塌过程进行了模拟。结果表明:计算所得的结构模型自振频率与白噪声激励下试验模型误差仅为6.34%;柱头测点的相对位移时程曲线与试验实测数据基本吻合,峰值大小也基本一致;柱架和斗栱层的最大层间位移角计算值接近实测值;离散元模拟倒塌过程与试验结果相一致,表明该扩展离散单元分析方法较准确、可信;考虑了木材材性、榫卯节点刚度和斗栱刚度的影响,对以上三种影响参数分别进行折减,并建立了相应的离散元模型,通过结构动力分析得到折减模型的地震易损性曲线并与未折减模型的地震易损性曲线进行了对比,研究了不同影响参数的折减对结构倒塌概率的影响。

关键词：古建筑木结构扩展离散单元法易损性分析倒塌过程

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受水平地震作用的古建筑木结构柱非线性响应研究

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建筑结构学报 2018年第S2期39卷 207-214页

作者：高潮杨庆山王娟杨娜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风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

木柱是古建筑木结构中的核心受力构件之一,多以浮放的形式置于础石之上,类似于滑动铰接节点,二者之间仅存在摩擦接触。在水平地震作用下,木柱可能的运动方式包含静止、滑移、抬升、滑移-抬升等4种。为研究木柱在水平地震作用下的响应特... 详细信息

木柱是古建筑木结构中的核心受力构件之一,多以浮放的形式置于础石之上,类似于滑动铰接节点,二者之间仅存在摩擦接触。在水平地震作用下,木柱可能的运动方式包含静止、滑移、抬升、滑移-抬升等4种。为研究木柱在水平地震作用下的响应特征,基于考虑边缘尖角钝化的圆角木柱二维径向截面模型,推导了木柱在4种不同运动状态时的控制方程,给出了不同运动状态的判定条件,同时结合古建筑特征得到了木柱受水平地震作用可能产生的运动状态。研究了不同运动状态下木柱对地震能量的转化与耗散过程。以正弦激励为例,分析了典型木柱在地震作用下的响应特征。结果表明:在水平地震作用下,木柱的滑移、抬升、滑移-抬升分别对应二维圆角木柱平动、不定轴转动及平面运动;我国传统古建筑木柱受水平地震作用可能发生的运动状态有静止、仅抬升不滑移、抬升后滑移或滑移-抬升同时发生;木柱运动状态与其质量、细长比及柱顶荷载大小有关;柱顶荷载对木柱抵抗倾覆有明显效果;低频地震加速度更易导致柱脚钝化的木柱倾覆。

关键词：古建筑木结构木柱地震作用运动状态

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