古建筑木結構榫卯節(jié)點力學性能分析及精細化數(shù)值模擬.pdf

1、西安建筑科技大學碩士學位論文古建筑木結構榫卯節(jié)點力學性能分析及精細化數(shù)值模擬專業(yè)：建筑與土木工程碩士生：應鵬杰指導老師：高大峰教授摘要中國古建筑木結構是世界建筑體系中一獨立的系統(tǒng)，自其產(chǎn)生、演變以至于發(fā)展成熟，已有近七千年的歷史。這類建筑的突出特點是以木構架承重（墻體并不承載，只起到空間分隔與建筑保溫作用），構件間采用榫卯連接。由于榫卯節(jié)點具有優(yōu)良的耗能減震性能，遂使得中國木構古建筑單體，較之其它體系的古建筑而言，具有更好的抗震特性。然

2、而由于其所用材料木材的材性十分復雜以及節(jié)點的傳力機理不明確，故從材料特性、試驗研究以及數(shù)值模擬的角度探究其對整個古建筑木結構抗震性能的影響十分必要！本論文主要研究工作如下——以西安永寧門箭樓為原型，遵照清工部《工程做法則例》的規(guī)程，制作了3榀縮尺比為1:6的直榫節(jié)點木構架模型，通過水平低周反復荷載試驗和直榫節(jié)點的受力機理分析，研究了木構架的破壞特征和滯回性能，揭示了古建筑木結構的破壞主要由于榫卯節(jié)點的榫頭與卯口間相互擠壓產(chǎn)生累積塑性變形

3、，最終榫頭拔出致其整個結構功能喪失；基于榫卯節(jié)點模型在水平荷載往復作用下擬靜力試驗的彎矩轉角滯回曲線和骨架曲線，并根據(jù)試驗模型與原結構之間的相似關系，反推木構架原型的抗彎承載力、剛度，探究其對整個結構抗震性能的影響。鑒于已有文獻對木材強度準則的評估存在不足，總結了目前常用的木材強度準則，結合439個不同加載比例和不同木紋角度的云杉雙軸樣本試驗，從統(tǒng)計分析的角度，利用MATLAB數(shù)學軟件進行編程計算，對木材常用的11種強度準則的偏軸和雙軸