古建筑木结构榫卯连接的力学性能及试验研究

论文摘要

古代建筑是我国悠久的历史文化的重要组成部分,具有极高的历史价值。而我国又是一个地震多发国家,面对如此不可抗拒的自然灾害,如何保存这些珍贵的文化古迹就显得尤为重要。我国古代建筑区别于其他建筑的显著特点之一就是几乎所有的构件都采用榫卯连接,而古建筑历经千年无数次地震仍然屹立于祖国大地,说明这种特殊的连接方式起到了重要的作用。本文在对古建筑榫卯节点进行理论分析的基础上,通过对透榫节点的拟静力试验研究,得到了透榫节点的滞回曲线,刚度退化规律,延性系数,等效阻尼系数等,反应了透榫具有较好的耗能能力。本文还将透榫和燕尾榫各种特征参数进行比较,说明两种榫卯都具有较强的减震能力,在古建筑的抗震中发挥了重要的作用。通过科学的理论研究,使得我们更加深入细致的了解古建筑的抗震性能,为今后古建筑的维修和加固提供了理论参考,也为新型结构的出现指明了新的发展方向。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 1 绪论
• 1.1 中国古代建筑发展概况
• 1.2 中国古代木构建筑抗震性能研究的意义
• 1.3 国内外研究现状
• 1.4 有待解决的问题
• 1.5 本文研究的主要内容
• 2 榫卯介绍及其受力机理
• 2.1 中国古代木构建筑基本特点
• 2.2 榫卯简介
• 2.2.1 公母榫
• 2.2.2 直榫
• 2.2.3 燕尾榫
• 2.2.4 管脚榫
• 2.2.5 馒头榫
• 2.2.6 搭扣榫
• 2.3 榫卯的传力机理和破坏形态
• 2.3.1 透榫
• 2.3.2 半榫
• 2.3.3 燕尾榫
• 3 透榫柱架的拟静力试验
• 3.1 拟静力试验简介
• 3.2 试验目的
• 3.3 试验设计
• 3.4 试验概况
• 3.4.1 模型制作
• 3.4.2 试验设备和装置
• 3.4.3 测试内容及测点布置
• 3.4.4 加载制度
• 3.5 试验过程及现象
• 3.6 试验结果
• 4 透榫柱架试验结果分析
• 4.1 透榫柱架水平刚度
• 4.1.1 P-△滞回曲线
• 4.1.2 P-△骨架曲线
• 4.1.3 透榫柱架水平刚度退化
• 4.1.4 透榫柱架P-△恢复力模型
• 4.2 透榫节点转动刚度
• 4.2.1 M-θ滞回曲线
• 4.2.2 M-θ骨架曲线
• 4.2.3 透榫节点刚度退化
• 4.2.4 透榫节点M-θ恢复力模型
• 4.3 延性
• 4.4 等效粘滞阻尼系数
• 4.5 透榫节点和燕尾榫节点性能对照
• 4.5.1 初始刚度及刚度退化规律对照
• 4.5.2 性对照
• 4.5.3 等效粘滞阻尼系数对照
• 5 结论与建议
• 5.1 主要结论
• 5.2 展望
• 致谢
• 参考文献
• 附录 攻读硕士学位期间发表的论文