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四川民居:穿斗式木结构

中华民居(下旬刊) 2011年第1期 102-103页

邮票上是川东民居,更为确切的是重庆民居。川东民居广泛采用全楔式木结构建造,以石为基础,以木制梁、楔、柱、椽,以竹隔墙夹楼,以草、瓦盖顶,层次错落有致,与大自然融为一体。城镇房常为一楼一底,下层开店或日常活动,上层则作为卧室。... 详细信息

邮票上是川东民居,更为确切的是重庆民居。川东民居广泛采用全楔式木结构建造,以石为基础,以木制梁、楔、柱、椽,以竹隔墙夹楼,以草、瓦盖顶,层次错落有致,与大自然融为一体。城镇房常为一楼一底,下层开店或日常活动,上层则作为卧室。农村房上层存放(晒晾)粮食,下层为住房、堂屋、厢房、厨房、织作坊等。

关键词：民居川东穿斗式木结构干栏式建筑

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带有黏弹性阻尼器穿斗木结构振动台试验研究

振动与冲击 2017年第1期36卷 240-247,260页

作者：高永林陶忠叶燎原吴克川周立超苏何先昆明理工大学建筑工程学院昆明650500 云南省工程抗震研究所昆明650500 昆明理工大学基建处昆明650500 云南师范大学昆明650500

按照云南"一颗印"构造要求制作了一个两层传统穿斗式木结构房屋模型进行模拟振动台试验。对结构模型的破坏模式、动力响应、应变响应,扭转效应、剪力分布、弯矩变化及耗能能力进行了分析研究。结果表明:结构模型满足中国建筑抗震设计规... 详细信息

按照云南"一颗印"构造要求制作了一个两层传统穿斗式木结构房屋模型进行模拟振动台试验。对结构模型的破坏模式、动力响应、应变响应,扭转效应、剪力分布、弯矩变化及耗能能力进行了分析研究。结果表明:结构模型满足中国建筑抗震设计规范"小震不坏、中震可修、大震不倒"的要求;结构模型具有明显扭转效应;层间剪力分布取决于质量分布;弯矩随地震激励增大不断增大,结构模型未发生塑形破坏;层间累积耗能能力一层耗能能力最大,二层次之,屋脊最小。

关键词：穿斗式木结构黏弹性阻尼器振动台试验抗震能力评估

传统穿斗木结构榫卯节点附加黏弹性阻尼器振动台试验

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土木工程学报 2016年第2期49卷 59-68页

作者：高永林陶忠叶燎原杨淼苏何先余文正昆明理工大学云南昆明650500 云南省工程抗震研究所云南昆明650500 云南师范大学云南昆明650500

通过对一个两层、足尺、长宽高为3．8m×3．6m×3．9m的穿斗式木结构房屋模型的榫卯节点附加黏弹性阻尼器进行振动台试验，研究了结构的抗震性能，并对0．07g、0．4g两种峰值加速度下进行了榫卯节点附加阻尼器和未附加阻尼器的进行了振... 详细信息

通过对一个两层、足尺、长宽高为3．8m×3．6m×3．9m的穿斗式木结构房屋模型的榫卯节点附加黏弹性阻尼器进行振动台试验，研究了结构的抗震性能，并对0．07g、0．4g两种峰值加速度下进行了榫卯节点附加阻尼器和未附加阻尼器的进行了振动台对比试验。试验结果表明：榫卯节点附加了黏弹性阻尼器后节点刚度增大，减小了半刚性榫卯节点的转动能力，并使结构在地震激励作用下的变形恢复能力得到了大幅提高，经过多次重复地震，即使经历0．95g的地震激励后，结构模型也未发生明显倾斜破坏；结构一层柱顶榫卯节点最先发挥减震耗能作用，动力放大系数随着地震激励增加呈减小趋势，由于结构两个方向刚度及质量分布的不均匀，X、Y，方向动力放大系数有差异，X方向动力放大系数在1．2519-0．7775之间，Y向1．8779-1．1152之间。榫卯节点附加黏性阻尼器达到了小震下减小层间位移角，大震下增强榫卯节点变形恢复能力的目的。

关键词：穿斗式木结构附加黏弹性阻尼器振动台试验

漾濞6.4级地震大理地区穿斗木结构震害分析及加固措施

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世界地震工程 2021年第4期37卷 28-37页

作者：叶阳明小娜卢永坤杨建强周洋刘绍昌云南省地震局昆明650224

大理地区乡镇一带存在大量内部由榫卯结构相连接的穿斗式木结构,外部则是用土坯或夯土的方式修筑外墙。漾濞6.4级地震中只有少量震中附近的穿斗式木结构房屋有倒塌或局部倒塌现象,但是大部分穿斗式木结构房屋由于选材不当、落后的施工... 详细信息

大理地区乡镇一带存在大量内部由榫卯结构相连接的穿斗式木结构,外部则是用土坯或夯土的方式修筑外墙。漾濞6.4级地震中只有少量震中附近的穿斗式木结构房屋有倒塌或局部倒塌现象,但是大部分穿斗式木结构房屋由于选材不当、落后的施工工艺流程和年久失修等问题,遭受到了不同程度震害,随着烈度的提高受损越严重。通过对现场调查发现:大理地区的农村民居加固主要是针对木构架节点及木构架抗侧力的加固,墙体、屋顶以及老旧木构件的处理往往被忽视。基于对大理地区穿斗式木结构的破坏机理,给出了和对现有房屋加固修复的措施建议,对使用穿斗木结构地区的房屋震害预防具有参考价值。

关键词：穿斗式木结构震害分析夯土墙木构架加固

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穿斗式纵向木构架抗震性能试验研究

土木工程学报 2021年第S01期54卷 34-41页

作者：郭婷杨娜周海宾王双永北京交通大学北京100044 中国林业科学研究院木材工业研究所北京100091

为了研究穿斗式木结构纵向木构架的抗震性能,并与横向木构架的抗震性能进行对比分析,依据黔东南地区穿斗式木结构的构造形式,设计并制作了单层两跨纵向木构架和横向木构架足尺模型,通过低周往复加载试验,研究了木构架模型的失效模式、... 详细信息

为了研究穿斗式木结构纵向木构架的抗震性能,并与横向木构架的抗震性能进行对比分析,依据黔东南地区穿斗式木结构的构造形式,设计并制作了单层两跨纵向木构架和横向木构架足尺模型,通过低周往复加载试验,研究了木构架模型的失效模式、滞回性能、刚度退化规律和延性等力学性能,基于骨架曲线特征提出了穿斗式木结构的双折线荷载-位移简化模型,从能量角度定量分析了纵向木构架的抗震机理。结果表明:纵向木构架的榫卯搭接节点在榫颈处发生断裂,为结构的薄弱环节;纵横向木构架均具有较好延性,但抗侧刚度较低,在水平荷载作用下易发生倾斜;柱脚抬升在穿斗式木结构抗震中发挥的作用较小,达到一定位移后,穿斗式木结构主要通过滞回耗能抵抗地震作用。

关键词：穿斗式木结构纵向木构架低周往复试验抗震性能

基于木材嵌压机理与摩擦理论的传统木结构数值模拟研究

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基于木材嵌压机理与摩擦理论的传统木结构数值模拟研究

作者：聂雅雯昆明理工大学

学位级别：硕士

我国西南地区少数民族聚居,加之地理环境的多样性和地形地貌的复杂性,各民族逐渐形成了具有自身民族特色的民居建筑群,其中最为典型的“一颗印”木结构建筑因其特殊的材料性能和典型的半刚性榫卯节点连接形式,使结构具有较好的抗震性能... 详细信息

我国西南地区少数民族聚居,加之地理环境的多样性和地形地貌的复杂性,各民族逐渐形成了具有自身民族特色的民居建筑群,其中最为典型的“一颗印”木结构建筑因其特殊的材料性能和典型的半刚性榫卯节点连接形式,使结构具有较好的抗震性能。因此从材料性能到构件间连接形式,从理论推导到精细化建模,从模型静力分析到动力分析,从单节点受力到排架多节点相互作用再到框架复杂体系对木结构的性能进行研究,具有重要的指导意义。本文先从木材的宏观和微观构成入手来分析材料的力学特性,并指出木材具有优越耗能能力的本质,同时对木材基于粘着-犁沟理论的摩擦行为和基于材料屈服准则的嵌压行为进行分析。基于上述木材的摩擦机理和嵌压理论,对木结构中直榫、半榫、台阶透榫和燕尾榫四种节点在弯矩作用下的受力进行分析,在考虑节点塑性变形的基础上推导出各类节点的M-θ关系理论计算公式,并通过对特征点的定义和计算得出节点的M-θ关系理论简化四折线模型,从而进一步得出节点恢复力模型。将推导出的理论模型与节点拟静力试验结果进行对比,具有较高的吻合度,说明该理论模型有较高的准确性和较好的适用性。为研究木排架中各节点的力学性能,本文采用大型有限元软件ABAQUS建立了4榀双层排山梁架模型,同时利用子程序接口引入PQ-Fiber模型定义材料本构,在考虑材料性能和节点变形关系的基础上采用连接器单元和理论计算公式相结合的方式定义节点性能,最后对各排架进行循环位移加载模拟试验。结果表明:排架中各节点并非同时发挥效用,破坏形式多为塑性变形、剪切破坏或顺纹撕裂;榫卯节点对柱子有明显的削弱作用,可根据节点进入屈服阶段的顺序采取相应增强措施;穿斗式木构架承载力以及整体稳定性明显优于抬梁式木构架。最后采用有限元软件建立足尺两层穿斗式木构架房屋结构模型,进行模态对比分析和动力时程分析。结果表明:木结构的半刚性榫卯节点以及固定铰接的柱脚连接形式对其长周期柔性特征有较大贡献;榫卯节点和较大自重的大屋顶体系有利于减小结构的动力响应;木框架结构梁柱间的协同性较好,地震力作用后结构整体水平位移在-20mm-30mm范围内,且模型在罕遇地震烈度下仍然有较好的恢复变形能力。

关键词：穿斗式木结构榫卯节点理论模型有限元模拟动力时程分析

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贵州土家族传统民居结构受力分析

四川建材 2016年第4期42卷 91-92页

作者：崔凯陈燕菲朱军马江林曾永蒙芳贵州师范大学材料与建筑工程学院贵州贵阳550025

吊脚楼是贵州土家族的典型传统民居,木结构体系吊脚楼有自己独特的构造。本文使用结构力学求解器对穿斗式吊脚楼进行结构受力分析,发现吊脚楼在不考虑水平力的作用下,主要承受轴向力的作用,其构造充分发挥了木材轴向性能好的特质。

关键词：贵州土家族典型民居吊脚楼穿斗式木结构结构受力分析

黏弹性阻尼器加固穿斗式平面外木排架的抗震性能

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西安建筑科技大学学报（自然科学版） 2024年第5期56卷 660-668页

作者：彭国威陶忠赵聪戴必辉戴金沙徐荣荣燕钊昆明理工大学建筑工程学院云南昆明650500 云南省抗震工程技术研究中心云南昆明650500 西南林业大学土木工程学院云南昆明650224

为研究穿斗式木结构的抗震性能及其加固方法,选取杉木和松木两种木材,设计并制作四榀穿斗式木结构平面外框架,采用黏弹性阻尼器加固试件,对加固和未加固的木框架分别进行低周往复荷载试验,研究结构的抗震性能及阻尼器的加固效果.研究结... 详细信息

为研究穿斗式木结构的抗震性能及其加固方法,选取杉木和松木两种木材,设计并制作四榀穿斗式木结构平面外框架,采用黏弹性阻尼器加固试件,对加固和未加固的木框架分别进行低周往复荷载试验,研究结构的抗震性能及阻尼器的加固效果.研究结果表明:加固后木排架滞回曲线的滑移和捏缩现象大幅减轻,滞回环面积增大,等效黏滞阻尼比增加,耗能能力增强,杉木和松木排架耗能能力分别提高83.31%和286.34%;加固后试件的骨架曲线斜率和极限承载力均得到大幅提升,斜率大致随加载幅值增大而增大,极限承载力杉木排架最大提升218.32%,松木排架最大提升458.89%;加固后木结构框架的刚度储备增高,初始刚度杉木试件提升46.9%,松木试件提升264.1%;杉木试件在安装阻尼器后节点的残余拔榫量减少15.06 mm,松木试件减少31.96 mm.

关键词：穿斗式木结构木排架抗震加固黏弹性阻尼器直榫节点抗震性能

穿斗木构架附加新型雀替式粘弹性阻尼器的力学性能研究

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穿斗木构架附加新型雀替式粘弹性阻尼器的力学性能研究

作者：徐荣荣昆明理工大学

学位级别：硕士

结构简单的穿斗式木构架的建筑在我国西南地区民居建筑是最为常见,西南地区多处于地震带,地震频发,木构架榫卯节点的摩擦和嵌压作用可以吸收输入结构的地震外力,榫卯节点是整个木结构建筑最易损坏位置,其损坏会使得整个木结构坍塌。本... 详细信息

结构简单的穿斗式木构架的建筑在我国西南地区民居建筑是最为常见,西南地区多处于地震带,地震频发,木构架榫卯节点的摩擦和嵌压作用可以吸收输入结构的地震外力,榫卯节点是整个木结构建筑最易损坏位置,其损坏会使得整个木结构坍塌。本文提出了一种新型雀替式粘弹性阻尼器(简称新型阻尼器)并安装于穿斗木构架榫卯节点,从新型阻尼器受力性能研究再到阻尼器加固多节点木构架的抗震性能研究。研究新型粘弹性阻尼器应用于木构架的榫卯节点改变节点区的受力机理,进行低周往复试验分析木构架加固前后的抗震性能。(1)从木材的宏观和微观角度来分析材料的物理和力学特性,同时对木材榫卯节点所受的摩擦与嵌压作用进行分析,对穿斗木结构的榫卯节点应用粘弹性阻尼器后受力机制转变为摩擦力、嵌压力和粘弹性阻尼器共同受力方式。(2)利用ABAQUS有限元软件建立扇形粘弹性阻尼器有限元模型,最后将模拟结果与试验结果进行对比,两组数据最大误差在10%以内,验证了模型建立的可靠性;依据扇形粘弹性阻尼器模拟的应力云图和阻尼器受力理论提出的新型雀替式粘弹性阻尼器,并建立新型阻尼器有限元模型,对比传统扇形粘弹性阻尼器和新型雀替式粘弹性阻尼器模拟结果的相关参数,同级加载情况下总耗能最大差值率为1.3%和峰值荷载最大差值率为6.27%,说明新型雀替式粘弹性阻尼器形制优化具有合理性。(3)共制作了6个粘弹性阻尼器进行低周往复加载试验,研究新型雀替式粘弹性阻尼器的变形、加载频率、阻尼材料、疲劳性能、连接方式对其性能的影响。研究表明:变形幅值对此阻尼器的影响明显,整个加载过程中滞回曲线逐渐饱满,且在加载初期滞回耗能增大幅度较小,位移加载后期滞回环面积增大越来越明显,D=10mm、D=65mm时,总耗能分别为0.022KN.m、0.309KN.m;不同橡胶材料的阻尼器试件的滞回曲线、总耗能、等效阻尼比和骨架曲线形状基本一致;加载频率对试件的力学性能指标无较大影响,各个频率的滞回曲线几乎重合,阻尼力最大相差率正向为6.2%,负向为4.8%,新型阻尼器的力学性能受到加载频率的影响很小;新型阻尼器没有明显的滞回曲线面积衰减和低周疲劳;阻尼器采用完全固接和抱箍连接相对比负向弯矩相差最大,差值率为33.6%,所以采用抱箍连接依旧可以发挥阻尼器的绝大部分耗能作用。(4)共设计制作了2榀1:1足尺松木穿斗木结构构架模型,1榀为穿斗式平面外木构架,另一榀为穿斗式平面内木构架,研究穿斗式木构架榫卯节点应用新型粘弹性阻尼器加固前和加固后的抗震性能效果及抗震机理,先对未加固的木构架试件进行第一阶段的低周往复加载试验,对其进行复原处理后安装新型粘弹性阻尼器,再进行低周往复加载。获得各个穿斗式木构架的荷载-位移滞回曲线、骨架曲线、刚度退化曲线、变形能力和节点应变曲线等试验结果。研究表明:在同一加载位移幅值下,安装粘弹性阻尼器的滞回曲线相较于未安装粘弹性阻尼器更加饱满,且在大加载位移下,平面外木构架加固前后耗能面积分别为146.718KN.m、445.446KN.m、平面内木构架加固前后耗能面积分别为395.081KN.m、1111.232KN.m,粘弹性阻尼器提高构架耗能能力的效果更加突出;通过安装粘弹性阻尼器提高木构架的抗震性能具有实际意义,为后续粘弹性阻尼器研究和推广应用提供一定的参考价值。

关键词：穿斗式木结构榫卯节点粘弹性阻尼器低周往复荷载试验抗震性能