明清官式古建筑木结构典型节点及整体结构力学性能研究

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中国古建筑木结构承载着中华民族悠久的历史文化,其价值不可估量,明清两代作为我国古代建筑发展的最后一个阶段,保存遗留下大量建筑实物,特别是明清官式木结构古建筑。然而,雨水、虫蛀、地震等环境因素对这些古建筑木结构的破坏越来越严重,因此,对古建木构的维修加固工作迫在眉睫。为了科学合理地进行古建木构的修缮保护工作,本文首先对古建筑木结构典型节点力学性能进行了探讨,然后在此基础上选取典型明清官式木结构古建筑宫殿作为分析对象,研究了现状模型的整体水平抗震性能。首先,本文定量分析研究了不同因素对燕尾榫节点抗弯性能的影响程度,给出了影响最为显著的三个因素,在此基础上,提出了燕尾榫节点弯矩-转角曲线计算公式,并与模拟结果对比验证了公式的有效性,可直接用于整体结构计算分析。其次,以斗拱节点为研究对象,本文通过理论推导建立了可以考虑节点尺寸、木材材性等因素影响的斗拱节点水平力-位移关系计算式,并与试验结果对比验证了公式的准确性,可直接用于工程应用。最后,本文结合现场调研结果,基于前述对典型节点的研究成果,建立了明清官式木结构古建筑同道堂的现状模型,并与现场动力测试结果对比验证了模型的可靠性。在此基础上对殿堂结构进行了静力弹塑性分析,探讨研究了古建筑木结构整体水平抗震性能,并给出维修加固建议。
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