带黏弹性阻尼器支撑木框架结构抗震性能研究

为研究黏弹性阻尼器支撑对木框架结构抗震性能的影响,设计并制作了板式黏弹性阻尼器和带黏弹性阻尼器支撑的一榀木框架结构缩尺模型,并对该木框架进行了拟动力试验。研究了板式黏弹性阻尼器的耗能特性,同时还研究了带黏弹性阻尼器支撑一榀木框架在地震作用下的位移响应、恢复力-位移曲线和结构刚度退化。结果表明:该板式黏弹性阻尼器具有较好的耗能特性;木框架在8度罕遇地震作用下的层间位移角最大值为1/43,满足木结构弹塑性层间位移角限值1/30的要求;试验过程中带黏弹性阻尼器支撑的木框架力-位移曲线较饱满,黏弹性阻尼支撑耗散了大部分的地震能量,有效提高了木框架结构的抗震能力;木框架的结构刚度在试验过程中随着损伤的累积不断下降,但最终趋于平稳。     

中国传统木结构榫卯连接节点力学性能研究进展

榫卯是指木结构建筑中柱、梁等构件连接在一起的一种凹凸结合的连接方式。然而,木材作为一种生物材料,随着使用年限的延长,出现的干缩湿胀、开裂变形等损伤会对榫卯连接节点的连接特性造成不良影响,因此,探究木结构榫卯连接节点的力学性能对建筑结构的安全性能具有重要意义。在木结构建筑中,榫卯连接节点的构造多种多样,力学特点和传力机制也各不相同。根据榫卯连接节点在木结构建筑中使用功能将其分为公母榫、直榫、燕尾榫、管脚榫、馒头榫和搭扣榫等六大类,简要介绍了各类榫卯连接节点的结构特点和应用情况。综述了常见榫卯连接节点半刚性的连接特性和节点刚度的求解方法,总结了不同种类榫卯连接节点和模拟残损榫卯连接节点的抗震性能及木结构建筑模型中的榫卯连接节点在人工模拟地震中位移响应和加速度响应的相关研究,概述了常见榫卯连接节点在外力作用下的破坏形式及破坏特征。根据榫卯连接节点的破坏形式,重点从金属构件和纤维增强复合材料两个方面对榫卯连接节点的加固效果进行归纳。总结了有限元分析法在榫卯连接节点力学性能方面的相关研究,指出了榫卯连接节点力学性能研究存在的问题,提出了榫卯连接节点研究的相关建议及其发展方向,以期为榫卯连接节点在现代木结构建筑中的应用提供新思路。     

基于ABAQUS不同节点的木构架分析北大核心

为了解木结构建筑不同节点形式抗震性能与受力特性,通过ABAQUS有限元软件建立了透榫和燕尾榫两种榫卯节点,柱脚节点分别为柱脚固接、柱脚带销节点(管脚榫)以及柱脚平置浮搁的木构架模型。在不同单柱轴力的情况下对其进行低周往复荷载模拟,研究木构架循环受力过程的柱脚应力分布特征以及抗震性能,探讨不同轴力、不同柱脚节点、不同榫卯节点对木构架的影响,并基于骨架曲线提出了柱脚平置浮搁木构架的水平荷载-水平位移简化双折线模型。结果表明:在往复荷载下,当柱脚节点为管脚榫和柱脚平置浮搁时,木构架会类似于摇摆柱,表现为柱脚翘起,反复抬升。相对于柱脚固接与透榫木构架,管脚榫、柱脚平置浮搁与燕尾榫木构架的滞回曲线更加饱满,耗能能力更强。柱脚固接木构架有更强的刚度与水平承载力。随着轴力的上升,木构架的刚度与水平承载力也随之上升。研究成果可为传统木结构建筑的保护与状态评估提供基础。     

侧向荷载下木框架剪力墙受力性能的有限元分析

随着现代木结构建筑在国内的推广应用,木结构的试验与理论研究工作在我国也逐步展开,其中对木框架剪力墙(简称木剪力墙)的研究也取得了较多成果。笔者基于木剪力墙结构在侧向水平荷载作用下的试验研究,利用有限元分析软件ABAQUS建立分析模型,主要研究无洞墙体、开门洞墙体在单向与反复荷载作用下的荷载-变形关系以及受力特点。将有限元模拟结果与试验结果对比分析表明,所建模型能够很好地模拟木剪力墙抗侧性能以及墙体应力状态和变形特点,模型能为木剪力墙抗侧性能的理论分析提供较好的借鉴。     

木结构榫卯节点抗震性能及震后加固修复研究进展

总结了国内外有关传统木结构常用榫卯节点抗震性能的研究进展,主要包括直榫连接与燕尾榫连接,同时介绍了扁钢、马口铁与碳纤维布三种木结构榫卯节点加固修复方法的相关研究成果,并对今后进一步研究提出建议,以期为木结构建筑震后加固与修复及我国古木建筑保护提供参考。     

木结构梁柱间榫卯连接节点性能研究进展

为了促进传统营造技术在现代木结构中的传承应用与创新发展,梳理木结构梁柱间榫卯连接节点、榫卯连接木构架的力学性能及榫卯节点加固方法的研究现状,分析现有研究存在的问题,结合现代工程木产品及加工技术的发展现状,提出梁柱间榫卯连接节点在现代木结构中的应用前景及研究方向。     

木结构直透榫节点加固试验及有限元分析北大核心

为研究钢板阻尼器加固木结构直透榫节点的抗震性能,对加固前后的试件开展拟静力试验及数值模拟。结果表明:采用钢板阻尼器加固节点后,试件节点处应力明显降低,主要应力集中在钢板核心处,滞回曲线的捏缩效应明显降低,榫卯节点的承载力和刚度都得到有效提升;试验结果与模拟结果较为吻合。     

基于ABAQUS的不同加固措施的榫卯节点研究

为研究不同加固方式对榫卯节点应力和挠度的影响,提出6种加固方式,采用ABAQUS软件建模分析节点加固后性能提升情况。结果表明:双侧弧形软钢加固、钢箍加固、双侧弧形软钢和钢箍组合加固、扒钉加固、钢夹板加固、扒钉和钢夹板组合加固时,榫卯接头根部的最大米泽斯应力分别为35.2、10.6、10.6、2.6、3.0、1.6 MPa,梁最大挠度分别为0.8、0.54、0.51、0.7、0.83、0.67 mm,榫卯节点加固后最大应力和最大挠度均得到有效降低,最大应力减少率分别为55.27%、86.53%、86.53%、96.70%、96.19%、97.97%,最大挠度减少率为79.54%、86.19%、86.96%、82.10%、78.77%、82.86%,双侧弧形软钢加固对节点应力减少最少,6种加固方案均能使最大挠度得到有效降低。研究结论为木结构房屋抗震预加固和受损后修缮提供参考。     

云南藏区木结构民居框架构造研究

木结构民居是云南藏区传统的民居形式,其木质框架是以木材为主要建筑材料、榫卯为主要连接方式的构造.文中阐述传统木结构藏族民居的分类、构成形式、营建材料,从形制尺度、木框架构造等方面对云南藏区传统木结构民居及其框架构造进行分析研究,揭示其构造方式、建筑材料、工作性能等特性,对传统民居营建技术替代、建筑群风貌缺失等问题进行了...     

单层球面木网壳结构研究现状

单层球面木网壳结构是具代表性且应用较多的一种大跨空间木结构形式。从单层木网壳整体结构、节点形式及其力学性能等方面,阐述了国内外单层球面木网壳结构的相关研究与应用成果,提出了单层球面木网壳结构研究中需关注的几个问题,如抗震性能、施工误差影响、新型节点形式的研究等,对我国今后的大跨度木结构研究与应用具有一定的参考意义。     

典型直榫梁柱节点在现代木结构中的应用研究

基于Abaqus有限元分析,对不同榫长的实木榫卯连接梁柱节点和榫长为75 mm的不同层数的正交胶合木(CLT)榫卯连接梁柱节点进行数值模拟,分析其受力状态并提取荷载-位移曲线,与使用金属连接件连接的梁柱节点承载力进行对比,探究将榫卯连接应用在现代木结构中的理论依据。研究表明:竖向荷载作用下,榫长75 mm的榫卯连接梁柱节点承载能力处于M8和M10螺栓连接梁柱节点的理论承载力之间;当榫长增大时,节点的最大承载力逐渐提高,榫长150 mm的榫卯节点承载力已经略微超过M12螺栓连接时的理论承载强度,说明榫卯连接梁柱节点在承载能力上可以满足现代木结构建筑的使用要求。由于榫卯节点的承载力主要受到顺纹抗压强度的影响,因此相比于实木连接榫卯节点,CLT榫卯节点的承载力无显著提高。     

穿斗式木结构榫卯节点加固的抗震性能研究

选取西南民居常见穿斗式木结构典型的直榫型边节点,采用穿木销和穿钢销加固方案,通过单调和低周往复加载足尺试验,对比加固方法对直榫边节点抗震性能的影响。结果表明:相比未加固节点,两种加固节点的破坏程度均有所降低,且有效抑制拔榫现象;穿木销和穿钢销加固节点的初始刚度分别提高了50%和75%,屈服弯矩分别提高了45%和73%,极限弯矩分别提高了27%和69%,耗能能力分别提高了200%和69%。两种方法均有效提高了穿斗式木结构直榫边节点的抗震性能。     

残损古建筑木结构力学性能相关研究进展与展望北大核心

古建筑木结构具有极其宝贵的历史文化价值、艺术价值和科学研究价值,但在环境侵蚀、人为损坏以及自然灾害等影响下,其材料、构造与结构等方面都会产生不同程度的损伤,对结构的承载能力、稳定性以及安全性造成不利影响。结合古建筑木结构残损与破坏特点,总结了近年来国内外对木材性能,榫卯节点、斗拱节点以及梁、柱等典型构件残损,以及整体结构抗震性能等方面的理论、试验与数值模拟等研究现状,重点分析了残损对古建筑木结构承载能力和抗震性能的影响,在此基础上探讨了基于残损的古建筑木结构力学性能研究发展趋势并进行展望,以期为木结构古建筑的预防性保护未来研究课题提供参考。     

花旗松与云杉木材钉连接节点侧向抗拉力学性能比较研究

钉连接是木结构中重要的连接节点,在剪力墙中起到重要的承载作用。笔者针对轻型木结构建筑剪力墙关键的连接节点,对花旗松、云杉与不同厚度结构胶合板、定向刨花板用不同结构单钉连接的30种连接节点的侧向抗拉力学性能和破坏位移进行了比较研究。研究结果表明,钉子的尺寸、覆板种类与花旗松和云杉木材形成的连接节点侧向抗拉力学性能和破坏位移影响显著。6D钉连接花旗松侧向抗拉力值大于云杉;8D钉连接云杉侧向抗拉力值大于花旗松;10D钉连接两种木材节点力值趋势一致;花旗松和云杉与不同钉尺度连接节点破坏位移趋势相似,随着钉尺度的增加,破坏位移差异显著;10D钉连接两种木材节点破坏位移趋势一致,云杉与22 mm厚定向刨花板用10D钉连接,节点破坏位移最大。     

传统木结构穿销式榫卯节点抗震性能分析

为研究不同穿销类型榫卯节点的抗震性能,考察了榫高、榫厚、柱径对节点力学性能的影响,采用有限元软件建模对榫卯节点进行拟静力分析,得到3类试件的滞回曲线、骨架曲线、耗能能力等抗震指标。结果表明：3类穿销榫卯的滞回曲线均呈现明显的Z型,捏缩效应较明显,3类试件的承载力相差不大;榫高、榫厚、柱径对榫卯节点的承载能力有显著影响,节点承载能力随榫厚、柱径增大而增大,随榫高的增大先增大后减小;根据穿销榫卯的骨架曲线建立了节点的弯矩-转角双折线模型,探讨了榫高、榫厚、柱径对模型参数的影响。在木结构设计中,应综合考虑榫卯尺寸变化对节点力学性能的影响。     

冷杉木材与不同覆板材料钉连接节点的动态荷载性能研究

钉连接是木结构中重要的连接节点,在轻型木结构建筑的剪力墙中起到重要的承载作用。不论国内还是国外,结构胶合板、定向刨花板、冷杉木材都是木结构建筑中主要的建筑材料。笔者研究了不同覆板类型与冷杉木材钉连接的动态荷载性能,对不同厚度胶合板、定向刨花板、钉直径与冷杉的连接性能进行了对比(静态荷载和动态荷载)研究。结果表明,钉直径、覆板种类和厚度对动态载荷性能、破坏位移影响显著,10D钉连接冷杉和不同覆板材料时,连接性能最佳;相同厚度的定向刨花板比结构胶合板与冷杉的连接性能好;厚度为16 mm的结构胶合板具有良好的连接性能。本研究为轻型木结构的建造提供理论和实际测试依据。     

正交胶合木结构抗震研究进展

正交胶合木(CLT)结构板材物理特性良好,与连接件有效配合,在地震条件下抗震性能表现优越。通过分析欧洲和加拿大最新修订的CLT结构标准,对减震系数q和超强度系数γRd进行论述。同时,针对部分CLT结构试验测试结果,按连接件、剪力墙和整体结构分类展开讨论,并阐述了抗震技术领域最新研究成果,以期为正交胶合木结构抗震性能研究提供参考。     

轻型木结构剪力墙木骨架的抗侧性能

轻型木结构是以规格材作为木骨架,通过木基结构板材或石膏板覆面而成的木结构建筑,规格材与规格材、骨架与面板之间通过钉子连接.轻型木结构墙体在试验研究和实际工程中的破坏往往是由钉节点失效导致的,面板钉节点破坏后水平侧向力仅由木骨架承担,因此,单独研究木骨架水平抗侧力很重要.为了解剪力墙中木骨架在单独作用时的最大承载能力与荷...     

分层装配式木框架梁柱结点单调加载试验

研究了一种可以分层吊装建造的木框架梁柱结点,可实现木框架结构建筑的分层装配。为测试这种新型木结构梁柱结点的受力性能,对结点进行了单调加载试验,对比结点在不同梁截面高度下的破坏特征、荷载-位移曲线和弯矩-转角曲线。试验结果表明:这种分层装配式木框架梁柱结点破坏特征基本符合刚性结点连接特性;在梁端受竖向荷载作用下的破坏形态主要表现为木梁沿木材顺纹方向开裂,上柱与下柱在连接处产生水平错动,连接木梁的螺栓弯曲变形,木梁端部与木柱连接处出现转动变形,且随着木梁截面高度的减小,转角增大;增大梁的截面高度,可提高结点的承载力及刚度。     

边界骨柱对石膏面板轻木剪力墙抗剪性能的影响研究北大核心

采用木基结构板材的轻型木结构,其剪力墙的抗剪强度和抗剪刚度由面板和面板钉构造情况决定。当采用石膏面板时,剪力墙的失效主要由面板钉节点破坏导致,在受力后期木骨架将承担一定的墙体剪力,因此应考虑木骨架特别是边界骨柱对剪力墙抗剪性能的影响。通过对石膏面板轻型木结构剪力墙的单调加载试验,分别研究了有无墙面板、边界单骨柱和边界双骨柱对墙体剪力分配比例、抗剪强度和抗剪刚度等的影响。结果表明:边界骨柱对石膏面板轻型木结构剪力墙墙体抗剪承载力影响不大,但可提高抗剪刚度;采用边界双骨柱时可提高骨架剪力分配比例,延缓面板钉连接破坏,从而提升剪力墙抗剪性能;可采用本文提出的抗剪刚度提高系数计算边界双骨柱时墙体的抗剪刚度。