构件之间的缝隙对八等材木构架承载性能影响分析

发布时间：2017-05-10 04:10

  本文关键词：构件之间的缝隙对八等材木构架承载性能影响分析，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：以宋《营造法式》为标尺,采用八等材作为木构架结构设计的“模数”,建立分析三组木构架有限元模型。主要的研究内容和结果如下:在不同的竖向荷载下,采用不同的加载方式对有缝隙和无缝隙燕尾榫木构架模型进行模拟:○1水平极限加载模拟,得到两种模型的力-位移曲线,研究两种模型的水平刚度的变化与差异。结果表明:竖向荷载大的模型,水平刚度大;但相同的竖向荷载下,有缝隙燕尾榫木构架由于榫卯之间的竖向缝隙导致了榫卯节点紧密度下降,故其水平抗侧移能力差、水平刚度低。○2水平往复加载模拟,得出两种模型的力-位移滞回曲线和骨架曲线,研究两种模型的滞回性能和水平刚度的变化与差异。结果表明:竖向荷载大的模型,水平刚度大,滞回耗能能力强;两种模型的滞回曲线随着竖向荷载的增加其“捏缩”现象逐渐明显,但有缝隙燕尾榫木构架模型由于榫卯之间的竖向缝隙导致榫卯节点紧密度下降,其滞回耗能能力较差,抗震性能差。○3地震动加载模拟,得出两种模型中柱子的柱顶与柱底的相对位移、加速度时程曲线。结果表明:两种模型的柱子的摆动幅度小;有缝隙燕尾榫木构架的柱顶加速度比其柱底加速度大,而无缝隙燕尾榫木构架的柱顶加速度比其柱底加速度小,说明榫卯之间的竖向缝隙降低了木构架本身的减振效能。在不同的竖向荷载下,采用不同的加载方式对有缝隙斗h1和无缝隙斗h1-燕尾榫木构架模型进行模拟:○1水平极限加载模拟,得出两种模型的力-位移曲线,研究两种模型的水平刚度的变化与差异。结果表明:竖向荷载大的模型,水平刚度大;但相同的竖向荷载下,有缝隙斗h1-燕尾榫木构架由于斗h1构件之间存在竖向缝隙,其水平抗侧移能力差、水平刚度低。○2水平往复加载模拟,得出两种模型的力-位移滞回曲线和骨架曲线,研究两种模型的滞回性能和水平刚度的变化与差异。结果表明:竖向荷载大的模型,水平刚度大,滞回耗能能力强;两种模型的滞回曲线随着竖向荷载的增加其“捏缩”现象逐渐明显,但有缝隙斗h1-燕尾榫木构架模型由于斗h1构件之间存在竖向缝隙,滞回耗能能力和抗震性能较差。○3地震动加载模拟,得出两种模型各结构层面的相对位移、加速度时程曲线。结果表明:两种模型整体摆动幅度小;木构架柱子的柱顶加速度高于最高点加速度,说明斗h1自身的减振效能产生了作用,降低了最高点的加速度响应。对无缝隙斗h1-燕尾榫木构架模型进行改进,添加构件之间无缝隙的补间铺作。在不同竖向荷载作用下,采用不同的加载方式对含补间铺作的木构架进行模拟:○1水平极限加载模拟,得出模型的力-位移曲线,研究模型的水平刚度的变化。结果表明:竖向荷载大的模型,水平刚度大;含补间铺作的木构架有良好的水平抗侧移能力和水平刚度。○2水平往复加载模拟,得出模型的力-位移滞回曲线和骨架曲线,研究模型的滞回性能和水平刚度的变化。结果表明:竖向荷载大的模型,水平刚度大,滞回耗能能力强;木构架模型的滞回曲线随着竖向荷载的增加其“捏缩”现象逐渐明显,但含补间铺作的木构架的滞回耗能能力强,抗震性能好。补间铺作提高了木构架整体的水平刚度、滞回耗能能力。○3地震动加载模拟,得出模型各结构层面的相对位移、加速度时程曲线。结果表明:模型整体摆动幅度小;地震作用对木构架变形影响较小。
【关键词】：古建筑木结构 缝隙 燕尾榫 斗h1 承载性能 数值模拟
【学位授予单位】：太原理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TU366.2
【目录】：

• 摘要3-6
• ABSTRACT6-12
• 第一章 绪论12-24
• 1.1 研究背景12-18
• 1.1.1 中国古建筑风格的演变12-15
• 1.1.2 中国古建筑的类型、形式、式样15
• 1.1.3 中国古建筑常用的结构形式15-18
• 1.2 古建筑木结构研究现状18-22
• 1.2.1 国内研究现状18-20
• 1.2.2 国外研究现状20-22
• 1.3 本文研究目的与主要研究内容22-23
• 1.3.1 研究目的22
• 1.3.2 主要研究内容22-23
• 1.4 小结23-24
• 第二章 榫卯间竖向缝隙对燕尾榫木构架承载性能影响分析24-54
• 2.1 宋《营造法式》中木构架的设计理论24-28
• 2.1.1 建筑尺度体系24-25
• 2.1.2 木构架的类型25-27
• 2.1.3 梁柱木构架的连接方式27-28
• 2.2 单榀梁柱木构架模型28-36
• 2.2.1 单榀梁柱木构架模型尺寸28-31
• 2.2.2 单榀梁柱木构架模型相关参数设置31-36
• 2.3 有缝隙燕尾榫木构架数值模拟结果与分析36-43
• 2.3.1 不同竖向荷载有缝隙燕尾榫木构架的极限状态36-38
• 2.3.2 不同竖向荷载有缝隙燕尾榫木构架的滞回曲线38
• 2.3.3 不同竖向荷载有缝隙燕尾榫木构架水平地震反应38-43
• 2.4 无缝隙燕尾榫木构架数值模拟结果与分析43-51
• 2.4.1 不同竖向荷载无缝隙燕尾榫木构架的极限状态43-44
• 2.4.2 不同竖向荷载无缝隙燕尾榫木构架的滞回曲线44-46
• 2.4.3 不同竖向荷载无缝隙燕尾榫木构架水平地震反应46-51
• 2.5 无缝隙与有缝隙燕尾榫木构架骨架曲线51-52
• 2.6 本章小结52-54
• 第三章 斗h1构件之间竖向缝隙对木构架承载性能影响分析54-82
• 3.1 宋《营造法式》中的斗h154-55
• 3.1.1 铺作层的含义54-55
• 3.2 宋式铺作的基本构件55-56
• 3.2.1 斗55-56
• 3.2.2 h156
• 3.2.3 昂56
• 3.3 宋式梁柱斗h1木构架有限元模型56-60
• 3.4 有缝隙斗h1-燕尾榫木构架分析60-68
• 3.4.1 不同竖向荷载有缝隙斗h1-燕尾榫木构架的极限状态60-61
• 3.4.2 不同竖向荷载有缝隙斗h1-燕尾榫木构架的滞回曲线61
• 3.4.3 不同竖向荷载有缝隙斗h1-燕尾榫木构架水平地震反应61-68
• 3.5 无缝隙斗h1-燕尾榫木构架分析68-78
• 3.5.1 不同竖向荷载无缝隙斗h1-燕尾榫木构架的极限状态68-69
• 3.5.2 不同竖向荷载无缝隙斗h1-燕尾榫木构架的滞回曲线69-70
• 3.5.3 不同竖向荷载无缝隙斗h1-燕尾榫木构架水平地震反应70-78
• 3.6 两种木构架的骨架曲线78-79
• 3.7 本章小结79-82
• 第四章 含补间铺作的木构架承载性能研究82-94
• 4.1 铺作分布与开间间广的关系82
• 4.2 木构架模型82-84
• 4.3 含补间铺作的木构架模型分析84-93
• 4.3.1 不同竖向荷载含补间铺作的木构架的极限状态84-85
• 4.3.2 不同竖向荷载含补间铺作的木构架的滞回曲线85
• 4.3.3 不同竖向荷载含补间铺作的木构架的骨架曲线85-86
• 4.3.4 不同竖向荷载含补间铺作的木构架的水平地震反应86-93
• 4.4 本章小结93-94
• 第五章 结论和展望94-98
• 5.1 结论94-95
• 5.2 展望95-98
• 参考文献98-104
• 致谢104-106
• 攻读学位期间发表的学术论文目录106

【相似文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 陈厚诚;;巧接木料[J];建筑知识;1990年02期

2 吴洋;郭小东;许涛;;古建筑燕尾榫节点破坏机理及有限元分析[J];低温建筑技术;2013年10期

3 吴洋;郭小东;宋晓胜;杨夏;;拔榫状态下古建筑燕尾榫节点性能试验研究[J];广西大学学报(自然科学版);2014年01期

4 王春;;木材四面燕尾榫接法[J];建筑工人;2009年05期

5 陈根山;;木工实用操作技术(7)[J];建筑工人;1997年04期

6 古远兴;温卫东;崔海涛;;钛合金燕尾榫结构在不同疲劳载荷下的断口分析[J];机械工程材料;2007年04期

7 隋鑓;赵鸿铁;薛建阳;张海彦;谢启芳;;古建筑木结构直榫和燕尾榫节点试验研究[J];世界地震工程;2010年02期

8 古远兴;温卫东;崔海涛;;高低周载荷作用下燕尾榫结构的微动疲劳寿命预测[J];推进技术;2008年02期

9 古远兴;温卫东;崔海涛;;燕尾榫连接结构低周微动疲劳寿命预测[J];应用科学学报;2007年05期

10 赵鸿铁;张海彦;薛建阳;隋煈;吴磊;;古建筑木结构燕尾榫节点刚度分析[J];西安建筑科技大学学报(自然科学版);2009年04期

中国重要会议论文全文数据库 前1条

1 苏英翱;刘德胜;罗健;李澄;;燕尾榫尺寸检验的解决方案[A];第九届沈阳科学学术年会论文集（信息科学与工程技术分册）[C];2012年

中国硕士学位论文全文数据库 前4条

1 李义柱;不同松动程度下古建筑燕尾榫节点抗震性能试验研究[D];西安建筑科技大学;2015年

2 冯凯;残损古建筑抗震性能研究[D];太原理工大学;2016年

3 康昆;构件之间的缝隙对八等材木构架承载性能影响分析[D];太原理工大学;2016年

4 杨万均;燕尾榫结构微动疲劳寿命预测方法研究[D];南京航空航天大学;2007年

  本文关键词：构件之间的缝隙对八等材木构架承载性能影响分析，由笔耕文化传播整理发布。

，

本文编号：353979