多阶屈曲耗能支撑增强木结构榫卯节点性能研究

为提升木结构榫卯节点承载力、耗能能力及抗拔榫等抗震性能指标,首先采用云南松制作直透榫节点试件,并通过拟静力试验研究其受力、变形特性;然后参照古代木结构建筑雀替外形,并结合弧形软钢易屈服的特点,设计适用于增强木结构榫卯节点性能的多阶屈曲耗能支撑,通过理论推导和ABAQUS软件模拟分析,确定该耗能支撑的合理尺寸;最后在木材材性试验的基础上,建立木结构榫卯节点数值模型,并对采用多阶屈曲耗能支撑增强的榫卯节点进行数值模拟分析。研究结果表明,多阶屈曲耗能支撑可在木结构建筑层间位移角达1/102时进入屈服状态,具有多阶屈曲、多点屈服、双向耗能的特点,且经耗能支撑增强后的榫卯节点承载力提高了64%,抗拔榫能力提高了22%,耗能能力提高了166%,有效提升了木结构榫卯节点抗震性能。

单向加载下明销直榫节点力学性能研究

西南木结构民居的节点主要采用带销钉的直榫连接,明销直榫连接是其中最常用的连接方式之一。为了研究明销直榫节点的力学性能,设计了8个足尺明销钉直榫节点和2个无销钉直榫节点,并进行抗弯的单调加载试验,得到不同类型节点的弯矩⁃转角曲线以及拔榫量⁃转角曲线,探讨销钉形状、位置对直榫节点性能的影响。研究表明:明销直榫节点在单向加载的情况下,其弯矩⁃转角曲线大致分为弹性受力阶段和塑性发展阶段,节点的失效原因主要是木材强度的破坏导致其变形过大而失去承载力;销钉对直榫节点有一定约束作用,能提高直榫节点的力学性能,降低其拔榫量;方形销钉对直榫节点约束性更强,销钉的位置对直榫节点影响较小。