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古建筑木结构燕尾榫节点力学模型研究

建筑结构学报 2021年第8期42卷 151-159页

作者：潘毅张启王晓玥郭瑞西南交通大学土木工程学院四川成都610031 西南交通大学抗震工程技术四川省重点实验室四川成都610031

在古建筑木结构中,燕尾榫节点广泛用于水平构件与柱头相交的部位。为了研究古建筑木结构中燕尾榫节点的弯矩-转角(m-θ)力学模型,在分析燕尾榫节点构造特点和受力机理的基础上,建立其数值模型,采用已有的燕尾榫节点试验数据验证了数值... 详细信息

在古建筑木结构中,燕尾榫节点广泛用于水平构件与柱头相交的部位。为了研究古建筑木结构中燕尾榫节点的弯矩-转角(m-θ)力学模型,在分析燕尾榫节点构造特点和受力机理的基础上,建立其数值模型,采用已有的燕尾榫节点试验数据验证了数值模型的正确性。根据受力分析的结果,建立以屈服点、极限点为特征点的双折线多参数m-θ力学模型,给出了考虑模型尺寸和材料特性的特征点计算式,其计算结果与大量试验数据吻合,并将该力学模型应用于木构架的受力分析中。研究结果表明:燕尾榫节点的挤压变形主要集中在榫头处,而卯口变形可忽略;提出的m-θ力学模型反映了燕尾榫节点的整个受力过程,适用于木构架的受力分析,其加载点荷载-位移曲线与试验结果基本吻合。研究成果可为中国古建筑木结构的维修与保护提供参考。

关键词：古建筑木结构燕尾榫节点受力机理数值分析 m-θ力学模型

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基于摇摆柱的古建筑木结构柱脚节点力学模型研究

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建筑结构学报 2022年第6期43卷 196-206页

作者：潘毅安仁兵陈建张启西南交通大学土木工程学院四川成都610031 西南交通大学抗震工程技术四川省重点实验室四川成都610031

在古建筑木结构中,木柱通常直接平摆浮搁于础石之上,形成只有受压而无受拉能力的柱脚节点。在地震作用下,木柱会发生摇摆,柱脚为半刚性节点。为研究地震作用下古建筑木结构柱脚节点的摇摆机理,对柱脚节点的受压状态进行分析,并对木柱的... 详细信息

在古建筑木结构中,木柱通常直接平摆浮搁于础石之上,形成只有受压而无受拉能力的柱脚节点。在地震作用下,木柱会发生摇摆,柱脚为半刚性节点。为研究地震作用下古建筑木结构柱脚节点的摇摆机理,对柱脚节点的受压状态进行分析,并对木柱的摇摆过程进行分类,给出了不同摇摆过程的判定条件,建立了柱脚节点的弯矩-转角(m-θ)力学模型;通过与柱脚节点的弯矩-转角曲线试验结果进行对比,验证了该力学模型的正确性;将该m-θ力学模型应用于古建筑木结构的地震分析中,分别建立了柱脚半刚性连接和铰接的数值模型,并与振动台试验结果进行对比。研究结果表明:木柱的摇摆过程可分为全截面弹性摇摆、小截面弹塑性摇摆、大截面弹塑性摇摆以及全截面弹塑性摇摆等4类;采用m-θ力学模型得到的柱脚节点弯矩-转角曲线计算结果与拟静力试验结果的差异在10%以内;与铰接的柱脚节点相比,采用柱脚半刚性连接计算的古建筑木结构在地震作用下的动力响应更接近振动台试验结果,结构的加速度峰值、位移峰值与振动台试验结果的差异均在20%以内。

关键词：古建筑木结构柱脚节点摇摆过程 m-θ力学模型半刚性连接数值模型

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古建筑木结构透榫节点力学模型研究

土木工程学报 2020年第4期53卷 61-70,82页

作者：潘毅安仁兵王晓玥郭瑞西南交通大学土木工程学院四川成都610031 西南交通大学抗震工程技术四川省重点实验室四川成都610031

为研究古建筑木结构透榫节点的m-θ力学模型,在分析透榫节点构造特征与受力机理的基础上,建立其数值模型,用透榫节点的试验数据验证了该数值模型的正确性,并分析了节点缝隙、木材横纹弹性模量和大榫头长度对透榫节点受弯承载力的影响。... 详细信息

为研究古建筑木结构透榫节点的m-θ力学模型,在分析透榫节点构造特征与受力机理的基础上,建立其数值模型,用透榫节点的试验数据验证了该数值模型的正确性,并分析了节点缝隙、木材横纹弹性模量和大榫头长度对透榫节点受弯承载力的影响。根据受力分析结果,建立以弹性点、屈服点与极限点为特征点的三折线多参数m-θ力学模型,其结果与多数的试验结果基本吻合,并将该力学模型应用于木构架的受力分析。研究结果表明:透榫节点的滞回耗能能力强,节点的变形主要集中在榫头处。当榫头与卯口之间的缝隙增大时,节点的受弯承载力降低。随木材横纹弹性模量的提高和大榫头长度的增加,节点的受弯承载力有一定提高。文章建立的m-θ力学模型能较好反映透榫节点的受力过程,适用于木构架的受力分析,其荷载-位移骨架曲线与试验结果基本吻合。研究成果可为古建筑木结构的维修与保护提供参考。

关键词：古建筑木结构透榫节点 m-θ力学模型受力机理数值模型

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古建筑木结构直榫节点力学模型的研究

工程力学 2015年第2期32卷 82-89页

作者：潘毅王超唐丽娜李玲娇西南交通大学土木工程学院四川成都610031 西南交通大学交通隧道工程教育部重点实验室四川成都610031 中国建筑科学研究院北京100013

以中国西南地区穿斗式古建筑木结构中常见的直榫节点为研究对象,对其在低周往复荷载作用下的受力机理进行了详细分析,建立了考虑节点拔榫量影响的m-θ力学模型和相应的实现算法,并给出了简化计算公式,最后采用试验数据对该力学模型进行... 详细信息

以中国西南地区穿斗式古建筑木结构中常见的直榫节点为研究对象,对其在低周往复荷载作用下的受力机理进行了详细分析,建立了考虑节点拔榫量影响的m-θ力学模型和相应的实现算法,并给出了简化计算公式,最后采用试验数据对该力学模型进行了验证。结果表明,直榫节点的m-θ力学模型的计算结果与试验曲线吻合良好,可为中国古建筑木结构的抗震性能及加固的研究提供理论基础。

关键词：古建筑木结构受力机理榫卯连接直榫 m-θ力学模型

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