徽州古民居木构架施工工法及典型榫卯节点数值模拟研究

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徽州古民居作为徽州传统建筑的典型代表,其数量之多和建筑形式之美是任何一个地区都无法相比的。但是随着时间的推移和岁月的洗礼,现存的许多古民居都遭受了不同程度的损坏,尤其是古民居木构架榫卯节点处的破坏导致整个建筑物的坍塌。同时随着时代的快速发展徽州古民居木构架的传统工艺也得不到很好的传承。因此针对古民居现存的状况,对古民居施工工艺和榫卯节点的研究是十分必要的,所作的研究工作对徽州古民居的保护和传承有着实际意义。本文在实地调研和参阅大量文献资料的基础上,总结了施工工法的相关知识和要点,并按施工工法的编写原则和要求初步编写了徽州古民居木构架施工的工法。另外,本文阐述了木构架榫卯连接的几种主要形式和各自的受力特点,同时介绍了在木构架施工工法的操作要点中榫卯节点处所施加的“关键”和雀替两种构件的概念,以及这两种木构件对榫卯节点受力带来的有利影响。最后以一个单跨的古民居木构架为原型,利用数值模拟的方法对典型的直榫榫卯节点进行了有限元分析,得出了梁枋榫卯节点受力的力学性能,另外对比分析了在施加“关键”和雀替两构件后节点的受力变化情况,节点的受力性能得到明显的改善。本文所取得的研究成果可为徽州传统营造工艺和关键技术的传承以及古民居的保护利用提供一定的技术参考,同时可为后续的研究工作打下基础。
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