竖向荷载作用下叉柱造式斗栱节点受力性能试验研究与有限元分析

作     者：谢启芳 张利朋 向伟 钱春宇 XIE Qifang;ZHANG Lipeng;XIANG Wei;QIAN Chunyu

作者机构：西安建筑科技大学土木工程学院陕西西安710055 华电电力科学研究院浙江杭州310030 机械工业勘察设计研究院有限公司陕西西安710043 

出 版 物：《建筑结构学报》 (Journal of Building Structures)

年 卷 期：2018年第39卷第9期

页      面：66-74页

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(51278399) 陕西省自然科学重大基础研究项目(2016ZDJC-23) 国机集团科技发展基金项目(13科192号) 

主　　题：叉柱造式斗栱节点 竖向荷载作用 静力试验 有限元分析 受力性能 竖向荷载-变形关系模型 

摘      要：以独乐寺观音阁平座层叉柱造式斗栱节点为原型,按宋《营造法式》三等材的尺寸要求,以1/3.2的缩尺比例制作了3个叉柱造式斗栱节点模型。通过竖向加载试验,得到了斗栱节点的竖向荷载-变形关系曲线,分析了斗栱节点变形特征、竖向压缩刚度和竖向荷载传递规律等。试验结果表明：斗栱节点的破坏特征主要是栌斗和泥道栱的断裂与压屈、叉柱肢的弯翘变形;竖向荷载-变形关系曲线可简化为三折线;整个变形过程中,竖向荷载主要按照以叉柱为主,叉柱与栱共同传递及叉柱肢屈曲后以栱为主三种途径传递。采用ABAQUS有限元软件建立了叉柱造式斗栱节点的三维实体模型,分析了其承受竖向荷载的力学性能,计算结果与试验结果吻合较好。在此基础上,建立了叉柱造式斗栱节点的竖向荷载-变形关系模型。研究成果可为我国叉柱造式古建筑木结构的保护提供参考。