传统木构建筑榫卯连接静力性能研究

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传统建筑在经历了长期的历史变迁和地震灾害后仍然屹立不倒,这其中榫卯连接所发挥的作用受到维修工作者以及学者的广泛关注,作为传统建筑中特有的连接构造,榫卯的力学性能对结构的影响是十分重要的。作为半刚性节点,榫卯连接可以承受一定的荷载,产生一定的变形,表现出良好的延性和耗能能力,因此对榫卯节点的力学性能进行研究对于传统建筑的保护十分必要。本文对榫卯节点的静力性能进行试验研究和数值分析,选择梁柱连接处两种典型榫卯连接,对其进行节点试验以及带摩擦接触的有限元分析;此外,以某现存传统建筑木构架为例,对木构架体系进行有限元分析,研究榫卯节点连接下构架体系力学性能。首先,通过有限元模拟分析榫卯连接的受力状态和破坏模式,为节点试验提供一定的量化依据。其次,通过榫卯节点试验得到竖向荷载下节点荷载—位移曲线关系,以及不同尺寸对节点刚度的影响,通过参数化分析讨论不同跨度、榫头厚度以及榫头变化对节点力学性能的影响。最后,通过对某现存木构架的有限元分析,分析榫卯节点在结构中的影响以及整个结构的承载力水平;考虑现存结构中的残存变形,找出结构中的薄弱构件,给出结构保护的维修建议。
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