考虑节点刚度影响的典型广府木祠堂安全性分析

本文在考虑榫卯连接的半刚特性的基础上,对广府地区典型木祠堂进行整体结构安全性分析.具体工作包括,建立ABAQUS实体有限元模型,采用HILL木材本构模型,对广府木祠堂的典型榫卯连接节点进行弹塑性分析,获取节点刚度数值;建立SAP2000整体分析模型,考虑节点刚度的影响,对结构进行劣化分析.研究结果表明:实体有限元分析可定量地获得节点的M-θ骨架曲线,并将其拟合为三折线用于结构整体分析;节点刚度对整体结构的应力比及位移有较大影响;无劣化的古木建筑结构中的各杆件应力比均较低,但随着杆件的劣化,其安全度呈现出较明显的下降趋势;杆件单独劣化时,柱子劣化引起的应力比增大较梁为明显;所有杆件同时劣化时,边跨梁应力比最大.上述研究成果将为广府木结构的安全性评估提供依据,为修缮工程实践提供理论基础.

广府木祠堂箍头榫节点力学性能试验研究

以岭南地区具有代表性的广府木祠堂建筑为研究对象,分别进行了1榀菠萝格木构架缩尺模型的竖向加载与1榀木构架缩尺模型的水平低周反复加载试验,研究广府木祠堂箍头榫节点的力学性能.通过木构架的竖向荷载试验,获取箍头榫节点在竖向荷载作用下的破坏形式、受力特点和刚度特性;从木构架的水平低周反复荷载试验中,得到箍头榫节点在水平荷载作用下的破坏形式、滞回曲线、骨架曲线、延性、刚度退化及能量耗散能力等性能.试验结果表明,木构架在梁跨中竖向荷载作用下为梁底部木纤维突然拉断而破坏;而木构架在水平低周反复荷载作用下为节点梁端外侧被挤压劈裂破坏,箍头榫节点呈现出典型的半刚性,其滞回曲线较为饱满,割线刚度曲线呈下凹型且趋于收敛,等效粘滞阻尼系数较大,试件表现出较好的抗震性能.

广府木祠堂典型榫卯节点参数化分析

通过有限元软件ABAQUS对广府木结构祠堂的典型节点箍头榫和直榫进行参数分析,充分考虑节点承载力和刚度的影响因素和木材正交各项异性的材性特点,两类节点各选取一定数量建立三维实体有限元模型,分析并获得各种参数变化下节点弯矩承载力和节点转动刚度的变化规律。本文还对节点的M-q曲线进行了双线性拟合,给出了考虑节点各尺寸参数的拟合公式,研究结果将为广府木祠堂修缮和结构加固提供节点承载力和节点转动刚度计算依据和取值参考。