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带摩擦阻尼木支撑的胶合木框架结构抗震性能研究

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带摩擦阻尼木支撑的胶合木框架结构抗震性能研究

作者：李鹏麟华南理工大学

学位级别：硕士

目前多高层木结构建筑受到越来越多的推崇,梁柱式木框架则是其中最常用的结构体系之一。在梁柱式木框架中,木支撑能显著提高结构的抗侧刚度和承载能力,但是节点容易发生木材劈裂和螺栓剪切破坏,而且其耗能能力一般,在结构发生大变形时... 详细信息

目前多高层木结构建筑受到越来越多的推崇,梁柱式木框架则是其中最常用的结构体系之一。在梁柱式木框架中,木支撑能显著提高结构的抗侧刚度和承载能力,但是节点容易发生木材劈裂和螺栓剪切破坏,而且其耗能能力一般,在结构发生大变形时不能提供足够的延性,导致结构构件的脆性断裂。本文针对上述问题,在梁柱式-支撑木框架中引入制作安装简便、耗能效果良好的摩擦阻尼器,主要进行了以下研究内容:(1)提出一种新型摩擦阻尼木支撑。对三个摩擦阻尼胶合木支撑试件进行往复拉压加载试验,探究了木支撑试件和摩擦阻尼器的力学性能。试验表明新型摩擦阻尼木支撑具有较大的初始刚度、承载力和优秀的耗能能力。通过合理设置阻尼激发力和连接钢板的槽孔长度可在保持优秀耗能能力的基础上减小木支撑的损伤,使其在结构大侧移下仍有充足的抗侧能力储备,充分发挥木材的性能。(2)运用有限元软件ABAQUS对新型木支撑试件和两榀试验木框架进行建模复核,验证了有限元模型的可行性。随后对纯木框架、梁柱-支撑式木框架、带金属阻尼器的木框架、带摩擦阻尼木支撑的木框架进行有限元分析。有限元结果表明,除延性外,带摩擦阻尼木支撑的木框架的滞回曲线、骨架曲线、强度刚度退化和耗能能力等力学性能均优于带金属阻尼器的木框架,表现出更优秀的抗震性能。(3)以摩擦阻尼器的滑动距离和起滑摩擦力为主要参数,设计了15榀带摩擦阻尼木支撑的木框架有限元模型进行参数分析。结果表明,摩擦阻尼器对木框架的初始抗侧刚度和极限承载力影响较小。带摩擦阻尼木支撑的木框架设计时应选择居中的滑动距离和较小的起滑摩擦力。最后,在抗震要求较高的结构中摩擦阻尼器宜选择较大的起滑摩擦力,而对于一般的抗震要求,起滑摩擦力不宜过大。(4)高层木框架结构的弹塑性时程分析。将摩擦阻尼木支撑嵌入高层木框架结构,对比不同结构的整体指标和构件损伤情况。结果表明摩擦阻尼木支撑可以显著改善结构构件的损伤情况,进而提高结构的抗震性能。

关键词：木框架木支撑摩擦阻尼器有限元分析抗震性能

嵌筋与外贴钢板加固木框架填充墙抗震性能试验研究

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湖南大学学报（自然科学版） 2016年第7期43卷 43-49页

作者：敬登虎颜江华曹双寅东南大学土木工程学院江苏南京210096

为了研究木框架内砖砌体填充墙的抗震加固方法,共完成了3个缩尺试件的低周往复荷载试验.基于试验研究,得到了试件的破坏特征、滞回曲线、骨架曲线、承载力、延性和耗能能力等抗震性能指标.试验结果表明:未加固试件的破坏主要由填充墙的... 详细信息

为了研究木框架内砖砌体填充墙的抗震加固方法,共完成了3个缩尺试件的低周往复荷载试验.基于试验研究,得到了试件的破坏特征、滞回曲线、骨架曲线、承载力、延性和耗能能力等抗震性能指标.试验结果表明:未加固试件的破坏主要由填充墙的剪切裂缝控制且伴有平面外倾斜,木框架未见损伤;对砖砌体填充墙采用嵌入水平钢筋与端部外贴钢板进行加固可以有效地提高试件的承载力与延性,且一定程度的裂缝损伤对加固后试件的名义屈服荷载、峰值荷载影响不大,但对延性与能量耗散能力影响明显.

关键词：砖砌体填充墙木框架抗震加固钢板嵌入钢筋

不同方式加固的榫卯节点木框架抗震性能试验研究

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建筑结构学报 2016年第S1期37卷 307-313页

作者：张富文许清风张晋刘琼贡春成上海市建筑科学研究院上海市工程结构安全重点实验室上海200032 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

设计了竹斜撑、钢箍和钢支撑3种榫卯节点木框架加固方法,完成了4榀足尺单层单跨平面木框架拟静力试验。研究了不同加固方式对榫卯节点木框架抗震性能的加固效果,分析了未加固木框架和不同加固方式木框架的破坏特征、水平承载力、延性、... 详细信息

设计了竹斜撑、钢箍和钢支撑3种榫卯节点木框架加固方法,完成了4榀足尺单层单跨平面木框架拟静力试验。研究了不同加固方式对榫卯节点木框架抗震性能的加固效果,分析了未加固木框架和不同加固方式木框架的破坏特征、水平承载力、延性、刚度及承载力退化性能、耗能能力和榫头应变。结果表明:竹斜撑加固、钢箍加固和钢支撑加固木框架的正向峰值荷载较未加固木框架分别提高了105.2%、246.6%和68.1%,而反向峰值荷载仅分别提高了-8.7%、57.7%和12.4%;与未加固木框架相比,竹斜撑加固木框架和钢支撑加固木框架的初始刚度分别提高了82.4%和38.3%,钢箍加固木框架提高有限,仅为3.3%;在水平反复荷载作用下,各加固木框架的整体刚度均随位移及循环次数的增加而逐步下降,进入塑性阶段后,各加固木框架刚度下降较为平缓且与对比木框架差异较小;钢箍加固木框架的耗能能力显著大于未加固木框架,竹斜撑加固木框架和钢支撑加固木框架正向加载时的耗能较未加固木框架提高明显,但反向加载时基本没有增加。

关键词：木框架榫卯节点加固拟静力试验抗震性能

基于ANSYS的木框架有限元静力弹塑性分析

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地震工程与工程振动 2007年第4期27卷 167-171页

作者：阿肯江.托呼提亓国庆新疆大学建筑工程学院新疆乌鲁木齐830091

采用大型有限元软件ANSYS10.0对单调水平荷载作用下一榀门式木框架及其各种加固方案进行了静力弹塑性计算分析。通过各种加固方式屈服荷载、极限荷载大小的比较以及相对于未加固木框架提高程度的比较,从中得出了对门式木框架加固的最佳... 详细信息

采用大型有限元软件ANSYS10.0对单调水平荷载作用下一榀门式木框架及其各种加固方案进行了静力弹塑性计算分析。通过各种加固方式屈服荷载、极限荷载大小的比较以及相对于未加固木框架提高程度的比较,从中得出了对门式木框架加固的最佳方案,为木柱、梁-土坯组合墙体的抗震加固提供方案。

关键词：木框架 ANSYS 广义hill屈服准则有限元

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木框架外墙保温性能试验研究

木材加工机械 2013年第6期24卷 11-15页

作者：王晓欢费本华王永兵国家林业局北京林业机械研究所北京100029 国际竹藤中心北京100102 苏州皇家整体住宅系统股份有限公司苏州215105

采用热流计法对木框架外墙保温性能进行现场测试。将传热系数实测值与理论计算值进行了对比验证,分析判断了该构造类型木框架外墙在我国适用的热工区,并将其与常用建筑外墙保温性能进行了比较,以此为木框架外墙节能设计提供依据。结果表... 详细信息

采用热流计法对木框架外墙保温性能进行现场测试。将传热系数实测值与理论计算值进行了对比验证,分析判断了该构造类型木框架外墙在我国适用的热工区,并将其与常用建筑外墙保温性能进行了比较,以此为木框架外墙节能设计提供依据。结果表明:试验外墙实测和理论计算的平均传热系数值分别为0.442 W/(m2·K)和0.435W/(m2·K),可在我国热工区广泛应用,理论值作为设计依据具有可靠性;试验建筑胶合木结构外墙整体的综合传热系数为0.619 W/(m2·K),完全满足其所在夏热冬冷地区节能设计标准的限值要求;相比3种常用建筑外墙,试验外墙的保温性能优势显著,同时厚度最小,这不仅使材料消耗减少而且增大了居室空间。

关键词：木框架外墙传热系数节能现场测试

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传统榫卯节点木框架抗震加固方法的试验研究

结构工程师 2015年第4期31卷 157-166页

作者：李向民许清风刘琼张富文贡春成上海市工程结构安全重点实验室上海200032 上海市建筑科学研究院(集团)有限公司上海2000321

为增强传统木结构的抗震性能,研发了竹支撑加固、单向钢拉杆耗能支撑加固和角钢加固三种加固方法。通过包括对比木框架试件和加固木框架试件在内的4榀足尺榫卯节点木框架试件的低周反复试验,研究了加固前后榫卯节点木框架的滞回曲线、... 详细信息

为增强传统木结构的抗震性能,研发了竹支撑加固、单向钢拉杆耗能支撑加固和角钢加固三种加固方法。通过包括对比木框架试件和加固木框架试件在内的4榀足尺榫卯节点木框架试件的低周反复试验,研究了加固前后榫卯节点木框架的滞回曲线、骨架曲线、刚度退化、耗能性能与榫卯节点的弯矩-转角关系。试验结果表明,三种加固方法均能不同程度提高榫卯节点木框架的侧向承载能力,并且具有良好的耗能能力。在合理设计基础上,提出的加固方法与施工工艺可为传统木结构的抗震加固提供有效的技术支撑。

关键词：抗震加固木框架榫卯节点耗能滞回曲线

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砖填充墙榫卯节点木框架抗震性能试验研究

建筑结构 2015年第6期45卷 50-53,49页

作者：许清风刘琼张富文贡春成上海市工程结构安全重点实验室上海200032 上海市建筑科学研究院(集团)有限公司上海200032

对传统木结构典型的榫卯节点木框架和砖填充墙榫卯节点木框架的低周反复抗震性能进行了对比试验。在试验基础上对比分析了两个试件的破坏模式、滞回曲线、骨架曲线、刚度退化曲线、耗能能力和应变变化。研究表明,砖填充墙榫卯节点木框... 详细信息

对传统木结构典型的榫卯节点木框架和砖填充墙榫卯节点木框架的低周反复抗震性能进行了对比试验。在试验基础上对比分析了两个试件的破坏模式、滞回曲线、骨架曲线、刚度退化曲线、耗能能力和应变变化。研究表明,砖填充墙榫卯节点木框架正向推时的抗侧承载力、刚度和耗能能力显著提高,反向拉时与对比木框架基本相当;对砖填充墙榫卯节点木框架进行抗震鉴定和加固时,应考虑砖填充墙的影响。

关键词：木框架榫卯节点砖填充墙抗震性能

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带填充墙木框架抗震性能及加固方法研究

带填充墙木框架抗震性能及加固方法研究

作者：颜江华东南大学

学位级别：硕士

中国传统古建筑以木结构为主,并赓续近几千年,但如今完整保留下来的却是甚少。此外,在我国广西、云南等地的农村,以木构架作为承重结构、砌体作为围护墙房屋仍是居民住房的一种主要形式。目前国内外对木框架结构的研究不断增多,并取得... 详细信息

中国传统古建筑以木结构为主,并赓续近几千年,但如今完整保留下来的却是甚少。此外,在我国广西、云南等地的农村,以木构架作为承重结构、砌体作为围护墙房屋仍是居民住房的一种主要形式。目前国内外对木框架结构的研究不断增多,并取得一定的研究成果,但是对于带填充墙的木框架研究还是非常少。鉴于此,本文参照清代《工程做法则例》,制作了带砌体填充墙的燕尾榫木框架,对其抗震性能以及加固方法进行研究。本文首先完成了三榀带填充墙木框架低周反复荷载下的试验研究,第一榀框架直接进行低周反复加载试验,第二、三榀框架以最大程度不改变构件原貌(参考古建筑维修原则)为目的,并结合第一榀框架中填充墙破坏形态,对其填充墙采取了水平灰缝嵌筋、墙边缘湿法粘贴钢板进行加固。其中,第二榀框架中的填充墙需进行预开裂后再加固,而第三榀中的填充墙直接进行加固。基于试验研究与理论分析,得到三榀框架的破坏机制、滞回曲线、骨架曲线、承载力、强度退化、刚度退化、延性和耗能能力等抗震性能指标,并对此种加固方法的效果进行评估。试验研究结果表明,无论加固与否带填充墙木框架的滞回曲线都呈现Z型,破坏主要呈现剪切破坏,并存在明显剪切滑移,耗能能力较差,木框架对填充墙有较强的围护作用,当到达极限荷载后,强度并不会下降的很快,后期延性比较大;第二、三榀框架名义屈服荷载相对第一榀框架平均提高32.1%、30.2%,峰值荷载提高27.8%、20.6%;第二榀框架填充墙虽已预开裂(水平裂缝宽度不超过15mm),但是加固完后能恢复到原来的强度。在试验研究的基础上,利用ABAQUS有限元软件建立带填充墙木框架模型,并基于试验结果对带填充墙木框架模型进行修正。依据有限元模型,对带填充墙木框架在水平力作用下平面内受力、墙体裂缝发展趋势进行了详细的论述。并通过对不同影响因素的分析,包括框架跨高比、砌体平均抗压强度、填充墙厚度,得到了各参数对带填充墙木框架荷载-位移关系曲线的影响规律。此外,基于现有理论及试验结果,建立了带填充墙木框架的恢复力模型;利用有限元变参数拟合结果,提出带填充墙木框架三折线刚度公式,并与试验结果进行比较,为带填充墙木框架抗震弹塑性分析提供参考依据。

关键词：木框架填充墙抗震性能加固恢复力模型刚度公式

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木框架有限元静力弹塑性分析

新疆大学学报（自然科学版） 2007年第4期24卷 498-502页

作者：阿肯江.托呼提亓国庆王墩新疆大学建筑工程学院新疆乌鲁木齐830008

采用大型有限元软件ANSYS10.0对单调水平荷载作用下一榀门式木框架及其各种加固方案进行了静力弹塑性计算分析.通过各种加固方式下屈服荷载、极限荷载大小的比较以及相对于未加固木框架提高程度的比较,从中提出了对门式木框架加固的最... 详细信息

采用大型有限元软件ANSYS10.0对单调水平荷载作用下一榀门式木框架及其各种加固方案进行了静力弹塑性计算分析.通过各种加固方式下屈服荷载、极限荷载大小的比较以及相对于未加固木框架提高程度的比较,从中提出了对门式木框架加固的最佳方案,从而为木柱梁-土坯组合墙体的抗震加固方案奠定了基础.

关键词：木框架 ANSYS 广义hill屈服准则有限元