传统木结构是我国古建筑的主要类型，具有丰富的文化意义和科学研究价值。许多至今尚存的古木建筑残损情况非常严重，亟需采取必要的修缮措施；同时，随着国家对木结构建筑的政策支持以及发展旅游业的战略定位，新建或重建的传统木结构工程也日益增多。无论是出于对古木建筑保护还是重建的目的，都需要深入了解传统木结构的受力性能。
　　榫卯连接是传统木结构的主要连接形式。榫卯节点由于加工时截面受到削弱，成为结构的薄弱环节；另一方面，榫卯节点属于半刚性节点，受力状态复杂，其受力性能对整体结构的稳定性和水平受力性能具有重要影响，榫卯节点的转动刚度是分析古木结构整体性能的基础，建立可用于工程实际的榫卯节点弯矩—转角关系模型非常重要。
　　本文采用试验研究、数值模拟和理论分析相结合的方法，对直榫、燕尾榫和透榫三种典型榫卯节点进行了如下研究工作：
　　通过对比分析课题组前期试验以及其他学者试验的结果，甄别了因试验条件不同引起的差异，归纳出榫卯节点具有的基本特性；进行了深入的受力机理分析，明确了受力性能的主要影响因素，为有限元模拟和建立理论模型提供基础。试验结果分析发现：直榫和燕尾榫单调加载时的拔榫量与节点转角近似成比例关系，比例系数均稍小于半榫高。透榫的小头部分存在明显的弯曲变形，而透榫的大头部分以及直榫、燕尾榫榫头的弯曲变形很小。
　　采用通用软件ABAQUS建立了榫卯节点的有限元实体模型，经试验数据验证后，对榫头和卯口的接触情况、局压效应、挤压应力分布和透榫节点的破坏形态进行了详细的数值分析，为理论模型的简化假定提供了合理的依据。有限元分析结果表明：榫头各挤压区的挤压应力沿挤压方向仅分布在一定高度范围内，且呈曲线分布，通过等效受压高度系数可将其等效为均匀矩形应力分布。透榫顺时针受弯时顺纹撕裂界面上的最大横纹拉应力产生在变截面的角点处；逆时针受弯时榫根截面的正应力可简化成两个相距的三角形应力分布。
　　在试验结果分析和有限元分析的基础上，通过合理的基本假定，利用几何条件、物理条件和平衡条件，首次提出了同时满足力矩、水平力和竖向力三个平衡条件的榫卯节点弯矩—转角关系的理论模型。该模型抛弃了具有局限性的固定转动中心的假定，更具普适性以及合理性。
　　基于理论模型，通过进一步的简化假定和定义特征点，建立了榫卯节点弯矩—转角关系的实用模型。该模型兼顾了计算精度和使用便利性，与文献试验数据吻合较好，考虑了木材材性、几何尺寸、缝隙情况、摩擦系数等可量化参数，不含需要试验确定的经验参数，便于工程应用。