古建筑燕尾榫节点破坏机理及有限元分析.pdf

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1、42低温建筑技术2013年第10期(总第184期)古建筑燕尾榫节点破坏机理及有限元分析吴洋，郭小东，许涛(1．北京工业大学抗震减灾研究所，北京100124；2．河北联合大学。河北唐山063009)【摘要】为了准确把握节点传力与木构架力学性能的关系，进而为整体结构的安全性评价提供依据。按照《清式营造则例》大式建筑的尺寸，建立了四个缩尺比为1：2的单间一榀燕尾榫构架模型，通过对其竖向加载，得出了节点的受力关键部位、主要破坏形式；结合理论和有限元分析进一步验证了节点的受力机理。文中提供的数据和结论，可供古建筑研究者在进行类似结构分析中提供参考。【关键词】古建筑；榫卯；燕尾榫【中图分类号】T

2、U36【文献标识码】B【文章编号】1001—6864(2013)10—0042—04DOVETAⅡJODTDHISToRICBUILDGSFAILUREMECHANISMANDFINITEELEMENTANALYSISWUrang，GUOXiao—dong，XUTao(I．InstituteofEarthquakeResistanceandDisasterReduction，BeijingUniv．ofTech．，Beijing100124，China；2．HebeiUnitedUniv．，HebeiTangshan063009，China)Abstract：Inordertoacc

3、uratelymasterthereldtionshipofnodeforceandtimberframemechanicalproperties，SOastoprovidethesafetyevaluationbasisofthewholestructure，accordingtotheQingDy-nastyconstructioncodesinmagnificentbuildingsize，weestablishthetypicalsingledovetailjointframemodels，eachmodelscaleratioof1：2．Throughverticalloa

4、dingtestofthemodel，finallyitisconcludedthatthestressofkeyparts，themaindamageform；combinationoftheoryandfniteelementanalysisthenodestressmechanismisverified．Thedataandconclusions，canprovidethereferenceforresearchersinthesimilarstructureanalysis．Keywords：historicbuildings；outofmortise；dovetailjoi

5、nt榫卯节点的破坏对古建筑的强度和稳定性有一材，根据各参数之间的关系，得出构件完好模型的尺定威胁，其力学性能在结构中发挥作用的程度是古建寸，见表1。筑学者共同关心的问题。研究表明：地震作用下，榫表1模型尺寸mm卯节点消耗的地震能量占总能量的30％左右。目前，国内外针对古建筑木结构的节点拟静力试验、整体模型振动台试验研究成果比较丰硕，不过大多是针对宋代古建筑，同时相关研究的数值模拟更是鲜见。因此，文中从最典型的榫卯连接形式一燕尾榫人手，建立结构模型并进行试验研究，在有限元验证的基础上分析节点的传力机理。基于本次试验目的，根据《古建筑木结构维护与1试验概况加固技术规范》以“残损点法”作为

6、结构鉴定加固的基(1)模型的制作。与宋《营造法式》所述不同，本原则j，将拔榫长度分别设定为榫头长度的1／4、I／清代木结构各构件的尺寸发生了很大变化，如柱高与3和1／2。文中采用樟子松制作了四个一榀燕尾榫柱柱径的比例定在1：10左右。依据清工部《工程做法架模型，编号分别为Y1～Y4，其中一个完好模型、三则例》及梁思成先生在《清式营造则例》中对大式个残损模型，考虑到试验中便于操作，将节点拔榫长殿堂式建筑的描述，文中把模型缩尺比定为l：2，柱高度分别定为0、10、15、20mm。与柱径的比例定为1／10。采用柱径等于165mm的木(2)加载装置及测点布置。我国古建筑木结构