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

1、我國(guó)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(diǎn)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(lèi)損傷對(duì)榫卯節(jié)點(diǎn)工作性能影響的定量研究成果尚不多見(jiàn)。有鑒于此，本課題研究以樟子松直榫節(jié)點(diǎn)為研究對(duì)象，開(kāi)展損傷對(duì)直榫節(jié)點(diǎn)抗震性能影響的研究，主要內(nèi)容如下:
　　(1)對(duì)既有古建木構(gòu)連接節(jié)點(diǎn)的損傷狀況進(jìn)行調(diào)研，分析了

2、木構(gòu)直榫節(jié)點(diǎn)受力特征、破壞形式與節(jié)點(diǎn)損傷成因，結(jié)合試驗(yàn)研究目標(biāo)與測(cè)試內(nèi)容的需要，通過(guò)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(diǎn)的變形損傷，研制了“開(kāi)放附加約束”式縮尺直樟木節(jié)點(diǎn)試件，既可模擬不同程度變形損傷與反映節(jié)點(diǎn)各部位受力特點(diǎn)，又方便采集試驗(yàn)數(shù)據(jù)。
　　(2)對(duì)典型水平加載試驗(yàn)裝置的工作特點(diǎn)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(duì)平行鏈桿，通過(guò)加載索對(duì)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(yàn)裝置對(duì)試件所產(chǎn)生的附加應(yīng)力。鑒于木結(jié)構(gòu)節(jié)點(diǎn)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(cè)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(yàn)方法對(duì)試件所用木材進(jìn)行了材性試驗(yàn)，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(duì)23組單向直榫節(jié)點(diǎn)試件進(jìn)行低周往復(fù)加載試驗(yàn)，得到不同損傷程度下直榫節(jié)點(diǎn)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(diǎn)的破壞

4、形態(tài)。通過(guò)靜力平衡分析，建立了不同損傷條件下單向直榫節(jié)點(diǎn)各內(nèi)力關(guān)系式。通過(guò)對(duì)M-θ滯回曲線的進(jìn)一步分析，得到了單向直榫節(jié)點(diǎn)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(diǎn)在彈性階段的骨架曲線，擬合出損傷節(jié)點(diǎn)的彎矩轉(zhuǎn)角關(guān)系式。通過(guò)試驗(yàn)研究與數(shù)值模擬結(jié)果的對(duì)比分析，進(jìn)一步分析了損傷木節(jié)點(diǎn)抗震性能。
　　本課題研究成果對(duì)于研究榫卯節(jié)點(diǎn)的變形損傷進(jìn)行了積極有益的探索，但是由于試驗(yàn)條件和理論的局限性，在榫卯節(jié)點(diǎn)試件的人