考虑初始倾斜的带侧脚摇摆木柱抗侧力力学模型研究

作     者：贺俊筱 王祥津 杨文懿 白晓彬 朱伊 

作者机构：教育部古建筑安全与节能国际合作联合实验室 北京建筑大学土木与交通工程学院 北京建筑大学大型多功能振动台阵实验室 中冶检测认证有限公司 中国中医科学院 

出 版 物：《工程力学》 (Engineering Mechanics)

年 卷 期：2024年

核心收录：

学科分类：08[工学] 081402[工学-结构工程] 081304[工学-建筑技术科学] 0813[工学-建筑学] 0814[工学-土木工程] 

基　　金：国家自然科学基金项目(52108266) 建大英才项目(JDYC20220808) 

主　　题：木柱 侧脚 理论分析 抗侧能力 受力性能 

摘      要：侧脚是古建筑木结构中木柱的一种独特营造方式，是木柱受力性能分析不可忽略的影响因素。与直立木柱相比，带侧脚木柱的抗侧力不再关于柱轴线对称，直立木柱的抗侧力以及柱脚的弯矩不再适用于评估带侧脚木柱的受力性能。因此本文通过分析带侧脚木柱的摇摆过程，根据变形协调和弯矩平衡条件，提出了带侧脚木柱在摇摆状态下木柱抬升的临界条件以及柱脚在全压和偏压两种工作状态下的剩余弯矩和抗侧力的计算公式。基于《营造法式》确定了木柱侧脚的大小，通过ABAQUS建立了侧脚为0.01rad的木柱数值模型，通过对比带侧脚木柱的理论模型和精细化数值模拟，发现理论模型与模拟结果吻合较好。结果表明带侧脚的木柱正向（倾斜方向）抗侧力比直立木柱的降低21%。研究成果对古建筑木结构抗震性能分析具有重要理论意义和工程应用价值。