【摘 要】
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中国古建木结构经过上千年的历史演化而形成其特有的构架形式,许多木构建筑屡次经历地震,依然矗立,体现了其独特的结构特性——柔性弱连接体系。了解古建木结构的构架形式、
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中国古建木结构经过上千年的历史演化而形成其特有的构架形式,许多木构建筑屡次经历地震,依然矗立,体现了其独特的结构特性——柔性弱连接体系。了解古建木结构的构架形式、主要构件的种类及名称以及古木结构的营造技术,统计分析古建木结构在地震中的震害表现及特点,对研究古建木结构的抗震性能以及古建木结构的加固维护都有很大的帮助。古建木结构构架形式主要有抬梁式、穿斗式、井干式三种,抬梁式又可分为殿堂式和厅堂式。目前对殿堂式构架的研究较多,穿斗式构架较少甚至是空白。本文归纳总结古建木构件的现有研究成果,揭示了古建木构件独特的抗震机理,主要体现在柱础滑移隔震、榫卯节点摩擦滑移耗能减震、铺作层耗能隔震等特性等。在已有研究成果的基础上,选用殿堂式试验模型和穿斗式构架实体建筑物为研究对象,用弹簧单元来模拟构架耗能减震因子,建立有限元模型并对结构进行非线性时程分析,通过木结构的地震反应,确定其的抗震性能。通过构架各层最大位移及位移差、最大加速度、榫卯张角及斗拱的最大位移及转角的分析对比,充分证明了以往的分析研究理论的正确性以及用弹簧单元模拟合理性。模型分析中,改变各弹簧单元的刚度值以及消除弹性连接,显示出榫卯连接对构架的耗能减震作用最为显著。此外,在穿斗式构架中通过改变榫卯连接的刚度值研究构架的时程分析结果可看出,榫卯这种柔性连接须在一定刚度范围内其对构件的耗能减震作用最大。这一点提示我们,在对古建木结构的加固维修当中,并不能一味的“放”或者“固”,应当选用恰当材料及合理的加固方案,使榫卯连接发挥作用最大,否则将适得其反。
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