古建筑木结构典型构件受力及抗震性能数值模拟

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1、太原理工大学硕士研究生学位论文古建筑木结构典型构件受力及抗震性能数值模拟摘要本文先介绍了中国古建筑选用木材作为主要建筑材料的原因，以及木材基本物理特点，木材纵向、弦向和径向的力学性质都不相同的特点，循环加载下木材的荷载-位移曲线。介绍了木材在弹性阶段的本构方程，木材弹性阶段后的五种备选的强度准则，可按需要选一种作为木材的强度准则。利用材份制的原理，以份数为长度单位在Solidwoks中建立单柱模型，然后按照份数与国际长度单位米的换算关系导入ABAQUS中进行分析。对比不同阻尼比下单柱模型的地震反应；对比不同单质点质量的单柱模型地震反应。建立梁柱构架模型，梁柱之间采用具

2、有半刚性节点的燕尾榫连接，对梁柱构架施加不同的竖向荷载和相同的水平往复位移荷载，得到构架的滞回曲线和骨架曲线，对比不同竖向荷载下构架的刚度和摩擦耗能。对比不同阻尼比下，梁柱构架在水平地震下的反应；对比不同摩擦系数下，梁柱构架的地震反应。建立梁柱斗拱构架模型，设置两种竖向荷载并在水平方向进行往复位移加载，对比两种加载下滞回曲线和骨架曲线。设置三种不同材料阻尼比下进行水平地震加载，各模型的地震反应相差不大，但顶部反应比没有斗拱的梁柱构架反应要小。设置两种摩擦系数进行水平地震加载，摩擦系数大的上部结构反应大。说明斗拱以及柱子与础石之间打磨光滑有利于抗震。关键词：古建木构，梁

3、柱构架，斗拱，阻尼，摩擦系数，数值模拟太原理工大学硕士研究生学位论文NUMERICALSIMULATIONONMECHANICSCHARACTERISTICANDSEISMICPERFORMANCEOFANCIENTTIMBERBUILDINGSABSTRACTThispaperfirstintroducestheChineseancientarchitecturewoodwaschosenasthethreemainreasonsforbuildingmaterials,woodrot,andeasytobedestroyedbyfire,creepandstres

4、srelaxationcharacteristicsofthemechanicalpropertiesofwood,longitudinal,radialandtangentialarenotthesame,theeffectofknotsinwoodtensilestrength,displacementofwoodloadcurveundercyclicloading.Describesthewoodintheconstitutiveequationoftheelasticstage.Thestrengthcriterionoffivealternativewoo

5、daftertheelasticstage,canchooseaccordingtotheactualneedsofthestrengthcriterionofwood.TheestablishmentofsimplesinglecolumnmodelinSolidwoksintheuseoftimberfortheprinciple,carriesontheanalysisaccordingtothenumberofcopiesandtheinternationalunitoflengthmeterconversionrelationshipbetweenimpor

6、tABAQUS.Contrastratiounderdifferentseismicresponseofsingleparticledamping,dampingratiohasnodampingseismicresponsetosmall;Seismicresponsecomparisonofdifferentelementalpointmassunderseismicresponse,太原理工大学硕士研究生学位论文qualityoflargetosmall.Theestablishmentofbeamandcolumnframemodel,thebeamtocol

7、umnconnectionbetweentheuseofsemi-rigidnodehasadovetailjoint,applyingdifferentverticalloadandthesamelevelofbeamandcolumnframereciprocatingmovementframeworkofload,thehystereticcurvesandskeletoncurves,differentverticalloadundertheframeworkofcomparativestiffnessandfrictionenergydis