基于有限元技術(shù)的宋式六等材燕尾榫木構(gòu)架抗震性能研究與分析.pdf

1、古建筑的結(jié)構(gòu)形式主要有木結(jié)構(gòu)、土結(jié)構(gòu)、石結(jié)構(gòu)和磚結(jié)構(gòu)。中國(guó)古建筑的結(jié)構(gòu)形式則是以木結(jié)構(gòu)為主，即房屋的框架是由木梁和木柱構(gòu)成，梁柱之間以卯榫結(jié)構(gòu)連接而成，所謂的卯榫連接是指將闌額的端部做成榫頭形式，柱身做成卯口形式，卯與榫咬合形成的一種特殊的連接方式。卯榫節(jié)點(diǎn)具有很多優(yōu)點(diǎn)，但卯榫節(jié)點(diǎn)處本身并非完全緊密相連，再加上幾百甚至上千年的內(nèi)部和外部環(huán)境共同作用下，構(gòu)件之間均存在大小不等的縫隙。采用六等材作為木構(gòu)架結(jié)構(gòu)模型設(shè)計(jì)的“模數(shù)”，以兩柱木構(gòu)架

2、為基礎(chǔ)，通過有限元分析軟件ABAQUS建立模型、設(shè)置參數(shù)并進(jìn)行模擬分析。
　　本研究主要內(nèi)容包括：⑴首先通過ABAQUS建立了縫隙位置不同的燕尾榫木構(gòu)架模型，然后在其上施加豎向荷載和水平位移并進(jìn)行研究。在不同豎向荷載下，通過無(wú)縫、側(cè)縫、端縫、闌額與普拍枋間縫隙燕尾榫木構(gòu)架節(jié)點(diǎn)的水平往復(fù)加載模擬，分別得出四種燕尾榫木構(gòu)架模型的力-位移曲線、骨架曲線、剛度退化規(guī)律以及耗能曲線，并研究四種模型的滯回耗能和剛度退化的差異，結(jié)果表明：所有節(jié)

3、點(diǎn)滯回曲線形狀均表現(xiàn)反Z形，對(duì)于同一木構(gòu)架，隨著豎向荷載的增大，滯回環(huán)面積變大，剛度增大，即木構(gòu)架的抗震性能增強(qiáng)，但耗能基本相同，即豎向荷載的大小與燕尾榫木構(gòu)架的耗能基本無(wú)關(guān)；縫隙大小相同，但位置不同，對(duì)木構(gòu)架的影響也不同。有縫燕尾榫木構(gòu)架節(jié)點(diǎn)的滯回環(huán)面積、恢復(fù)力、剛度和耗能能力均低于無(wú)縫燕尾榫木構(gòu)架節(jié)點(diǎn)，且側(cè)縫對(duì)木構(gòu)架的影響最大，即側(cè)縫木構(gòu)架的抗震性能最差，水平剛度最小，耗能能力最差。而端縫對(duì)燕尾榫木構(gòu)架的影響最小。⑵對(duì)燕尾榫木構(gòu)架模

4、型進(jìn)行改進(jìn)，即在兩柱之間加一根地梁，得到了帶地梁燕尾榫木構(gòu)架模型。不同豎向荷載下，通過對(duì)帶地梁燕尾榫木構(gòu)架節(jié)點(diǎn)水平往復(fù)加載模擬，得出了帶地梁燕尾榫木構(gòu)架節(jié)點(diǎn)模型的力-位移曲線、骨架曲線、剛度退化規(guī)律以及耗能能力，并與不帶地梁燕尾榫木構(gòu)架的進(jìn)行對(duì)比，研究?jī)煞N模型的滯回耗能和剛度退化的差異，結(jié)果表明：隨著豎向荷載的增大，木構(gòu)架的抗震性能增強(qiáng)，剛度增大，但耗能基本相同，即豎向荷載的大小對(duì)帶地梁燕尾榫木構(gòu)架的耗能影響很小；兩種模型的滯回曲線均隨