損傷對木結(jié)構(gòu)單向直榫節(jié)點抗震性能影響的研究.pdf

1、我國現(xiàn)存木結(jié)構(gòu)古建筑飽經(jīng)滄桑，遭遇各種自然因素與人為因素作用，木結(jié)構(gòu)工作性能退化嚴(yán)重。作為傳統(tǒng)木構(gòu)建筑連接與傳力關(guān)鍵部位的榫卯節(jié)點也不例外，絕大多數(shù)也已產(chǎn)生嚴(yán)重變形與損傷，導(dǎo)致古木結(jié)構(gòu)建筑的結(jié)構(gòu)安全性大幅降低。然而，有關(guān)各類損傷對榫卯節(jié)點工作性能影響的定量研究成果尚不多見。有鑒于此，本課題研究以樟子松直榫節(jié)點為研究對象，開展損傷對直榫節(jié)點抗震性能影響的研究，主要內(nèi)容如下:
　　(1)對既有古建木構(gòu)連接節(jié)點的損傷狀況進(jìn)行調(diào)研，分析了

2、木構(gòu)直榫節(jié)點受力特征、破壞形式與節(jié)點損傷成因，結(jié)合試驗研究目標(biāo)與測試內(nèi)容的需要，通過改變卯口尺寸，控制卯口受壓區(qū)寬度和榫頭與卯口間縫隙，模擬榫卯節(jié)點的變形損傷，研制了“開放附加約束”式縮尺直樟木節(jié)點試件，既可模擬不同程度變形損傷與反映節(jié)點各部位受力特點，又方便采集試驗數(shù)據(jù)。
　　(2)對典型水平加載試驗裝置的工作特點與試件附加荷載特征進(jìn)行分析研究，基于平行桿原理，在被加載構(gòu)件兩側(cè)安裝一對平行鏈桿，通過加載索對構(gòu)件施加低周往復(fù)水平力

3、，極大地減少了典型水平加載試驗裝置對試件所產(chǎn)生的附加應(yīng)力。鑒于木結(jié)構(gòu)節(jié)點試件承載力較小，改進(jìn)后的加載裝置，荷載步小、精度高，為取得理想的測試數(shù)據(jù)成果打下了良好的基礎(chǔ)。
　　(3)按照標(biāo)準(zhǔn)試驗方法對試件所用木材進(jìn)行了材性試驗，得到木材的順紋抗壓強(qiáng)度、橫紋抗壓強(qiáng)度、彈模、摩擦系數(shù)等物理力學(xué)性能參數(shù);對23組單向直榫節(jié)點試件進(jìn)行低周往復(fù)加載試驗，得到不同損傷程度下直榫節(jié)點的卯口和榫頭的應(yīng)力分布特征、M-θ滯回曲線、以及損傷直榫節(jié)點的破壞

4、形態(tài)。通過靜力平衡分析，建立了不同損傷條件下單向直榫節(jié)點各內(nèi)力關(guān)系式。通過對M-θ滯回曲線的進(jìn)一步分析，得到了單向直榫節(jié)點的M-θ骨架曲線、剛度退化曲線、等效黏滯阻尼曲線，根據(jù)損傷單向直榫節(jié)點在彈性階段的骨架曲線，擬合出損傷節(jié)點的彎矩轉(zhuǎn)角關(guān)系式。通過試驗研究與數(shù)值模擬結(jié)果的對比分析，進(jìn)一步分析了損傷木節(jié)點抗震性能。
　　本課題研究成果對于研究榫卯節(jié)點的變形損傷進(jìn)行了積極有益的探索，但是由于試驗條件和理論的局限性，在榫卯節(jié)點試件的人