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含耗能雀替的榫卯节点抗震性能试验研究

建筑结构学报 2021年第11期42卷 213-221页

作者：陆伟东姜伟波张坤许奉妍刘杏杏刘伟庆南京工业大学土木工程学院江苏南京211816

榫卯节点是一种半刚性的连接节点,抗弯能力相对较弱,接近于铰接特征。为了提升榫卯节点的承载力、刚度以及耗能能力,根据榫卯节点的力学特征设计了耗能雀替,通过对不同顶层段距比例、不同厚度、不同宽度的耗能雀替进行低周反复荷载试验... 详细信息

榫卯节点是一种半刚性的连接节点,抗弯能力相对较弱,接近于铰接特征。为了提升榫卯节点的承载力、刚度以及耗能能力,根据榫卯节点的力学特征设计了耗能雀替,通过对不同顶层段距比例、不同厚度、不同宽度的耗能雀替进行低周反复荷载试验及有限元模拟,得到其滞回曲线和骨架曲线。建立12个含不同尺寸耗能雀替的榫卯节点参数化模型,通过有限元模拟,得到其滞回曲线、骨架曲线和耗能曲线。结果表明:耗能雀替在受压与受拉状态均具有良好的耗能特性,具备双向耗能、多点屈服、可参数化设计等优点;增加钢板厚度和宽度可以有效提升耗能器的承载力和刚度,顶层首段段距适当减小可提高耗能雀替的力学性能;采用耗能雀替加固榫卯节点后,耗能雀替钢板的屈服大大提高了榫卯节点的耗能能力,增加内层钢板厚度的耗能雀替可以更有效地提升榫卯节点的抗震性能。

关键词：榫卯节点耗能雀替低周反复荷载试验抗震性能

含内嵌卯口耗能器的榫卯节点抗震性能试验研究

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土木与环境工程学报（中英文） 2022年第2期44卷 30-37页

作者：陆伟东吴伟强施程凯刘杏杏南京工业大学土木工程学院南京211816

针对木结构榫卯节点抗震加固和性能提升的需求,提出采用内嵌卯口耗能器增强榫卯节点性能的技术,并制作了包括未增强、单层增强及双层增强的5组缩尺榫卯节点模型。通过开展抗震性能试验研究,对不同厚度、层数的卯口耗能器增强榫卯节点与... 详细信息

针对木结构榫卯节点抗震加固和性能提升的需求,提出采用内嵌卯口耗能器增强榫卯节点性能的技术,并制作了包括未增强、单层增强及双层增强的5组缩尺榫卯节点模型。通过开展抗震性能试验研究,对不同厚度、层数的卯口耗能器增强榫卯节点与未增强榫卯节点的抗震性能进行对比,分析了不同参数的卯口耗能器对榫卯节点抗震性能指标的影响。结果表明:内嵌卯口耗能器具有双向耗能、多点屈服、可设计性强等特点,可大幅提升榫卯节点的抗震性能,有效抑制节点的拔榫现象;耗能器增强节点相较于未增强节点,承载力有小幅提升,耗能能力有大幅提升,而初始刚度有50倍以上的大幅提升;耗能器的钢板厚度和层数是影响榫卯节点抗震性能的主要因素,且厚度对于耗能器加固榫卯节点力学性能的影响最大;与单层耗能器相比,双层耗能器对榫卯节点的加固性能更加卓越。

关键词：木结构内嵌卯口耗能器榫卯节点抗震性能

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木结构榫卯节点抗震性能及加固对比试验研究

土木与环境工程学报（中英文） 2022年第2期44卷 138-147页

作者：金昱成苏何先潘文何颖成杜杰伟付高攀昆明理工大学建筑工程学院昆明650500 昆明理工大学云南省抗震工程技术研究中心昆明650500 昆明理工大学公共安全与应急管理学院昆明650500

为研究不同加固措施对木结构榫卯节点抗震性能的影响,参照西南地区传统木结构典型榫卯节点做法,制作透榫、半榫和燕尾榫3类共5组榫卯节点试件开展节点拟静力试验,其中4组分别采用扒钉、钢板和木条(两组)加固。对比研究加固与非加固节点... 详细信息

为研究不同加固措施对木结构榫卯节点抗震性能的影响,参照西南地区传统木结构典型榫卯节点做法,制作透榫、半榫和燕尾榫3类共5组榫卯节点试件开展节点拟静力试验,其中4组分别采用扒钉、钢板和木条(两组)加固。对比研究加固与非加固节点试件的破坏形态、滞回曲线、骨架曲线、节点拔榫量和耗能能力等抗震性能参数。结果表明:未加固榫卯节点的主要破坏形态是榫头卯口挤压开裂、榫头拔出,加固节点主要以扒钉断裂、钢板弯扭屈服和木条断裂形态而破坏;所有加固措施均能有效提升节点承载力和降低节点拔榫量,加固节点拔榫量降低比例均超过5%;与扒钉、钢板加固相比,采用木条加固对节点承载力提升效果最为显著,加固后,半榫和燕尾榫节点负向承载力提高超过10倍。同时,木条加固半榫节点的耗能能力提升超过2.6倍,扒钉、钢板加固节点也能明显提升其耗能能力。

关键词：木结构榫卯节点节点加固拟静力试验抗震性能

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新型梁柱榫卯节点单调加载试验研究

建筑结构 2023年第8期53卷 125-131页

作者：刘龙中铁建恒诚实业有限公司珠海519030

新型梁柱榫卯节点是一种能够进行标准化生产、装配化施工、实现木结构建筑全榫卯连接的新型节点形式。通过使用机械臂对该榫卯节点进行自动化加工制作,从而实现该类榫卯木结构建筑的工业化生产、智能化建造。为了探究该新型节点的受力性... 详细信息

新型梁柱榫卯节点是一种能够进行标准化生产、装配化施工、实现木结构建筑全榫卯连接的新型节点形式。通过使用机械臂对该榫卯节点进行自动化加工制作,从而实现该类榫卯木结构建筑的工业化生产、智能化建造。为了探究该新型节点的受力性能,对其十字形梁柱榫卯节点进行单调加载试验,研究该节点的承载能力、破坏模式、刚度以及变形性能。采用数值模拟的方法对榫卯节点进行仿真分析,所得模拟结果与试验结果吻合较好。研究结果表明:节点榫头主要横纹受压,受力屈服后变形明显,而卯口顺纹受压变形较小,节点最终破坏形式为榫头拔出,在薄弱截面处发生弯曲破坏,柱身和梁身基本完好。在此基础上,建立了单梁组成的T形梁-柱节点精细化有限元分析模型,研究梁柱节点中榫头朝向对节点初始刚度、强度以及延性的影响。结果表明,榫头凹面朝下初始刚度较大,可以有效提高节点的强度和延性。

关键词：木结构榫卯节点单调加载试验承载能力

基于ABAQUS的木结构房屋榫卯节点加固--以云南昭通光明村为例

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湖南科技大学学报（自然科学版） 2022年第2期37卷 33-42页

作者：石若利熊建漓张军史少华李其伦云南大学建筑与规划学院云南昆明650500 重庆交通大学土木工程学院重庆400074 四川文理学院建筑工程学院四川达州635000

对光明村木结构房屋的榫卯节点进行分析,根据实际调研结果,以光明村木结构常见节点为研究对象,提出6种加固方式,采用ABAQUS软件建模分析节点加固后的性能提升情况.结果表明:扁钢加固、马口铁加固、扁钢和马口铁组合加固、扒钉加固、钢... 详细信息

对光明村木结构房屋的榫卯节点进行分析,根据实际调研结果,以光明村木结构常见节点为研究对象,提出6种加固方式,采用ABAQUS软件建模分析节点加固后的性能提升情况.结果表明:扁钢加固、马口铁加固、扁钢和马口铁组合加固、扒钉加固、钢夹板加固、钢夹板和扒钉组合加固时,榫卯接头根部的最大米泽斯应力分别为1.6,10.8,4.1,2.6,3.0,1.6 MPa,梁最大挠度分别为0.72,1.52,0.36,0.70,0.83,0.67 mm,榫卯节点加固后最大米泽斯应力和最大挠度均得到有效降低,最大米泽斯应力减少率分别为97.04%,86.25%,94.75%,96.70%,96.19%,97.97%,最大挠度减少率分别为81.59%,61.13%,90.78%,82.10%,78.77%,82.86%,双侧弧形软钢加固对节点产生的应力减少最少,马口铁加固对节点产生的最大挠度减少最少.本研究可为类似受损木结构房屋的修缮和抗震预加固提供参考.

关键词：木节点加固有限元分析榫卯节点光明村

铝合金榫卯节点特征参数对疲劳性能的影响研究

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现代制造工程 2022年第12期 63-68页

作者：张燕琴刘强刘方方东莞职业技术学院智能制造学院东莞523808 中山大学智能工程学院深圳518000

针对铝合金电动客车行驶环境中榫卯结构的疲劳强度问题,以铝合金榫卯节点为研究对象,开展三点弯曲疲劳仿真试验,并研究了榫梁夹持面间距、榫卯配比和加强片布置方式等特征参数对榫卯节点疲劳性能的影响。研究结果表明,减小榫梁夹持面间... 详细信息

针对铝合金电动客车行驶环境中榫卯结构的疲劳强度问题,以铝合金榫卯节点为研究对象,开展三点弯曲疲劳仿真试验,并研究了榫梁夹持面间距、榫卯配比和加强片布置方式等特征参数对榫卯节点疲劳性能的影响。研究结果表明,减小榫梁夹持面间距可以有效提高节点疲劳寿命;当作用于卯梁上方的疲劳载荷高于18.0 kN时,榫卯配比h/H=0.60的节点疲劳寿命最长,当疲劳载荷低于10.7 kN时,榫卯配比h/H=0.73的节点疲劳寿命更稳定,综合疲劳性能更好;低载荷水平下,增加加强片数量能有效提高节点疲劳寿命,加强片对角布置的节点疲劳寿命比单边布置的疲劳寿命要高。

关键词：铝合金客车榫卯节点特征参数疲劳性能有限元仿真

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闽浙木拱廊桥榫卯节点受力性能研究

林产工业 2023年第7期60卷 58-63,74页

作者：张铮张博恒李振缪远福建工程学院土木工程学院福建福州350118 寿宁县住房和城乡建设发展中心福建宁德355500 福建工程学院城乡与建筑规划学院福建福州350118

为研究闽浙木拱廊桥榫卯节点受力性能,本研究建立了廊桥节点有限元模型,并验证了建模方法合理性。研究对直榫节点与燕尾榫节点进行分析,考察了榫头长度、节点连接角度和苗杆直径对节点受力性能的影响。结果表明:随着连接角度、苗杆直径... 详细信息

为研究闽浙木拱廊桥榫卯节点受力性能,本研究建立了廊桥节点有限元模型,并验证了建模方法合理性。研究对直榫节点与燕尾榫节点进行分析,考察了榫头长度、节点连接角度和苗杆直径对节点受力性能的影响。结果表明:随着连接角度、苗杆直径的增大,直榫节点的极限承载力变大,直榫节点的极限承载力随着榫长增加先增大后减小。榫长与苗杆直径的增大可提高直榫节点的初始转动刚度,其中榫长对直榫节点受力性能的影响最为显著。榫长、节点连接角度和苗杆直径增加均能提高燕尾榫节点的初始转动刚度和极限承载力。

关键词：木拱廊桥榫卯节点弯矩-转角曲线有限元分析影响因素

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木结构榫卯节点耐火极限试验研究

湖南大学学报（自然科学版） 2016年第1期43卷 117-123页

作者：张晋王斌宗钟凌侯士通柏益伟东南大学混凝土及预应力混凝土结构教育部重点实验室江苏南京210096 淮海工学院土木工程学院江苏连云港222005

为研究我国古建木结构榫卯节点的抗火性能,进行了4个燕尾榫榫卯节点的耐火极限试验、以及1个未受火对比试件的承载力试验研究.承载力试验表明,未受火对比试件的梁跨中竖向位移基本随荷载线性变化,没有明显屈服点,延性较差.根据该对比试... 详细信息

为研究我国古建木结构榫卯节点的抗火性能,进行了4个燕尾榫榫卯节点的耐火极限试验、以及1个未受火对比试件的承载力试验研究.承载力试验表明,未受火对比试件的梁跨中竖向位移基本随荷载线性变化,没有明显屈服点,延性较差.根据该对比试件的承载力试验值、以及各耐火极限试件持荷比参数取值,确定了耐火极限试件的预加恒定荷载值.耐火极限试验中,持荷比25%,37.5%,50%试件的耐火极限分别为59,44,21min,持荷比50%并涂有防火涂料试件的耐火极限为58min,表明持荷比的减小、以及采用防火涂料均可显著提高耐火极限.温度数据表明,持荷比对温度上升速率没有明显的影响,榫头与卯口之间2~4mm的微小间隙对传热的影响几乎可以忽略.

关键词：榫卯节点耐火极限截面温度持荷水平破坏形态

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考虑局压效应的榫卯节点力学性能研究

建筑结构学报 2019年第9期40卷 37-44页

作者：陆伟东许奉妍刘开封张坤刘杏杏刘伟庆南京工业大学土木工程学院江苏南京211816 南京工业大学现代木结构研究所江苏南京211816

木结构榫卯节点在受力过程中处于局部受压状态,通过木材横纹、顺纹方向的中部局压、端部局压、全截面受压性能的试验研究,得到了相应的材性参数;设计了钢榫头-木卯口、木榫头-钢卯口、木榫头-木卯口三组不同形式的分离式直榫节点试件,... 详细信息

木结构榫卯节点在受力过程中处于局部受压状态,通过木材横纹、顺纹方向的中部局压、端部局压、全截面受压性能的试验研究,得到了相应的材性参数;设计了钢榫头-木卯口、木榫头-钢卯口、木榫头-木卯口三组不同形式的分离式直榫节点试件,通过单调加载试验,对局部受压区域的应变分布特征进行了研究;基于试验研究得出的榫卯节点受力机理,建立了考虑局压效应的直榫节点力学模型。研究结果表明:木材横纹局压的抗压强度和弹性模量均高于全截面受压,顺纹局压与全截面受压的材性参数基本一致;榫卯节点受力区域的榫头应变远大于卯口应变,榫卯节点的受力挤压变形主要集中在榫头,而卯口变形可忽略;考虑局压效应的榫卯节点力学模型计算结果比未考虑局压效应所得的结果更符合试验结果。

关键词：榫卯节点局压效应静力试验理论分析力学性能力学模型