中國(guó)古建筑木結(jié)構(gòu)卯榫節(jié)點(diǎn)減震性能研究.pdf

1、本文從結(jié)構(gòu)仿生學(xué)這一全新的角度觀察中國(guó)古建木構(gòu)這種特殊的框架結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)特性,從卯榫節(jié)點(diǎn)連接這一著眼點(diǎn)分析了中國(guó)古建筑的抗震機(jī)理.認(rèn)為在概念設(shè)計(jì)、構(gòu)造、耗能減震等方面,其與現(xiàn)代工程抗震原理是相通的,具有重要的歷史價(jià)值和科學(xué)價(jià)值.從現(xiàn)代混凝土框架結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計(jì)的發(fā)展趨勢(shì)看,這種減震理論屬于"延性抗震結(jié)構(gòu)體系"的抗震思想,具有廣泛的指導(dǎo)意義和應(yīng)用價(jià)值.本文第一部分,首先對(duì)中國(guó)古建木構(gòu)的發(fā)展史及結(jié)構(gòu)特點(diǎn)進(jìn)行了簡(jiǎn)要介紹;第二部分主要從整個(gè)結(jié)構(gòu)體系

2、的角度,整理總結(jié)木構(gòu)體系的抗震理論,包括木構(gòu)梁架、柱架的水平地震反應(yīng)分析,構(gòu)架豎向構(gòu)件的力學(xué)性能分析,并建立簡(jiǎn)要的力學(xué)模型進(jìn)行說(shuō)明.針對(duì)古建木構(gòu)所特有的結(jié)構(gòu)構(gòu)件及其構(gòu)架的抗震現(xiàn)象,亦做了相應(yīng)分析介紹,如木構(gòu)架卯榫連接的抗震機(jī)理、斗拱的作用,以及木構(gòu)柱架的高位不倒翁現(xiàn)象、柱腳滑移與限位機(jī)制等.此部分的工作是在前人理論的基礎(chǔ)上,從宏觀角度,將古建木構(gòu)體系的抗震理論系統(tǒng)化,給讀者以更完整直觀的表述.第三部分則是針對(duì)古建木構(gòu)卯榫節(jié)點(diǎn)連接的具體研

3、究,此部分的工作是本文研究的重點(diǎn),亦是整個(gè)課題前期工作的核心部分,在文中做了最為詳細(xì)的解說(shuō).文中從相對(duì)微觀的全新角度,著眼于卯榫節(jié)點(diǎn)摩擦減震的細(xì)節(jié),對(duì)此節(jié)點(diǎn)進(jìn)行建模分析.應(yīng)用有限元方法,將新型的變剛度單元加入空間桿單元中建立卯榫節(jié)點(diǎn)的力學(xué)模型,并進(jìn)行編程計(jì)算.從而得出了變剛度單元系數(shù)與桿端內(nèi)力的關(guān)系曲線,根據(jù)此系數(shù)的取值范圍,分析出卯榫節(jié)點(diǎn)摩擦減震的工作過(guò)程和詳細(xì)機(jī)理,為整個(gè)課題的后續(xù)研究奠定了理論基礎(chǔ).本文的最后一部分內(nèi)容,是由前面幾