不同竖向荷载下“米字形”补间铺作抗震性能试验研究

明晰古建筑木结构铺作节点的抗震性能,是了解古建筑木结构受力性能和安全状态的重要基础。为揭示不同竖向荷载下“米字形”补间铺作的抗震性能,以应县木塔三层明层东南向补间铺作为原型,制作2个1∶3.7的缩尺模型,进行了不同竖向荷载作用下补间铺作的拟静力荷载试验,分析了“米字形”补间铺作竖向荷载传递路径,研究了不同竖向荷载作用下补间铺作的破坏模式、滞回曲线、骨架曲线、耗能能力等抗震性能,重点关注了补间铺作各层构件内部的滑移和转动变形模式,研究了竖向荷载对其变形模式的影响。结果表明:不同竖向荷载下“米字形”补间铺作的变形模式和破坏特征基本一致。变形模式均为在正向加载时以转动变形为主,在负向加载时以构件间滑移变形为主,且滑移变形主要集中在“米字形”交叉构件层上部。增大竖向荷载会使产生主要滑移的构件层位置下移,也会使构件层间相对滑移量减少,同一加载级下滑移量可减少25%。破坏特征主要表现为斗类构件斗耳开裂甚至被剪掉。增大竖向荷载会提高试验铺作模型的水平承载力、初始刚度和耗能能力,竖向荷载增至3.7倍,水平荷载在正向和负向加载时分别提高至2.5倍和2.43倍,初始刚度提高至3.29倍,耗能能量增加至2.37倍。