钢榫卯连接装配式混凝土柱低周反复荷载试验

为研究焊接钢榫卯连接装配柱的可靠性及钢板厚度、连接件长度对装配柱抗震性能的影响,设计并制作了6个1/2缩尺比例的钢榫卯连接装配式混凝土柱,和1个相同截面尺寸的现浇钢筋混凝土对比柱,进行了低周反复试验对比研究,分析了试件的破坏形态、滞回曲线、骨架曲线、承载力、延性、刚度退化、强度退化以及耗能等,简要分析了节点区的受力情况,建立了节点连接区域的正截面抗弯承载力公式,为焊接钢榫卯连接构造的安全可靠性提供理论依据。

古建木结构榫卯连接特性的试验研究

通过对典型榫卯连接的力学分析和模型低周反复荷载试验,研究了榫卯的半刚性连接特性和刚度退化的规律.试验得到榫卯连接的弯矩-转角滞回曲线和骨架曲线,并拟合出了榫卯节点恢复力模型.将榫卯连接比拟为变刚度杆单元,理论推导了变刚度和相对柔度之间的关系.结果表明,木结构的榫卯连接刚度随荷载变化而呈非线性变化,刚度在0.3062～23.6054之间变化.研究结果可为木结构古建筑的抗震性能研究和修缮加固提供理论基础.

中国传统木结构榫卯连接节点力学性能研究进展

榫卯是指木结构建筑中柱、梁等构件连接在一起的一种凹凸结合的连接方式。然而,木材作为一种生物材料,随着使用年限的延长,出现的干缩湿胀、开裂变形等损伤会对榫卯连接节点的连接特性造成不良影响,因此,探究木结构榫卯连接节点的力学性能对建筑结构的安全性能具有重要意义。在木结构建筑中,榫卯连接节点的构造多种多样,力学特点和传力机制也各不相同。根据榫卯连接节点在木结构建筑中使用功能将其分为公母榫、直榫、燕尾榫、管脚榫、馒头榫和搭扣榫等六大类,简要介绍了各类榫卯连接节点的结构特点和应用情况。综述了常见榫卯连接节点半刚性的连接特性和节点刚度的求解方法,总结了不同种类榫卯连接节点和模拟残损榫卯连接节点的抗震性能及木结构建筑模型中的榫卯连接节点在人工模拟地震中位移响应和加速度响应的相关研究,概述了常见榫卯连接节点在外力作用下的破坏形式及破坏特征。根据榫卯连接节点的破坏形式,重点从金属构件和纤维增强复合材料两个方面对榫卯连接节点的加固效果进行归纳。总结了有限元分析法在榫卯连接节点力学性能方面的相关研究,指出了榫卯连接节点力学性能研究存在的问题,提出了榫卯连接节点研究的相关建议及其发展方向,以期为榫卯连接节点在现代木结构建筑中的应用提供新思路。

榫卯连接的古木结构动力分析

以宁波保国寺大殿为例 ,应用有限元理论对榫卯结构和大殿整体进行分析 ,得到典型榫卯连接刚度以及大殿的固有频率、振型以及Elcentro地震波作用下的位移响应曲线 .文中提供的方法和结论 ,可供古建筑保护工作者在进行类似结构分析中借鉴 .

古木建筑榫卯连接M-θ相关曲线模型研究

通过对木结构榫卯连接模型试验及其试验结果分析,得出影响连接刚度的主要因素是替木尺寸,榫头尺寸和卯孔对柱的削弱程度.利用最小二乘法对试验数据进行处理,得出榫头尺寸及卯孔对刚度影响的规律.在原有的3参数幂函数模型的基础上,建立适合木结构榫卯连接的4参数幂函数弯矩-转角的相关曲线模型.本文基本结论可以为古木结构的研究和修缮工作提供一些理论帮助.

轻型定向秸秆板-榫卯连接木骨架剪力墙抗震性能试验研究

为了促进适合我国国情的轻型木结构发展,介绍了一种自主开发的轻型定向秸秆板-榫卯连接木骨架剪力墙,该剪力墙由墙体模块、顶梁板、底梁板三部分组成,墙体模块的木骨架间采用榫卯连接,面板采用定向秸秆板。通过12片分别由3个剪力墙模块组成的剪力墙的水平单向加载和低周反复加载试验研究,得到了剪力墙的破坏特征、抗剪强度、滞回性能、延性及耗能等性能指标,分析了洞口大小、洞口位置及竖向荷载对剪力墙抗震性能的影响以及剪力墙与单个墙体模块抗震性能的区别。结果表明:剪力墙的破坏主要是面板破坏及面板与钉的连接破坏,剪力墙的抗剪强度比墙体模块的要低约10%,滞回曲线呈明显的反S型并有明显滑移,等效粘滞阻尼系数约为0.13。

焊接钢榫卯连接装配式混凝土柱抗震性能分析

为研究焊接钢榫卯连接装配柱的可靠性,对不同钢板厚度的2个装配柱和1个现浇柱进行低周反复试验对比,分析试件的破坏形态、骨架曲线、耗能及刚度退化等。对不同轴压比和剪跨比的装配柱进行数值模拟分析,研究轴压比及剪跨比对装配柱抗震性能的影响。结果表明:装配柱延性及耗能均不低于现浇柱,抗震性能良好;钢板厚度对装配柱抗震性能影响较小;轴压比和剪跨比对装配柱承载力、耗能、刚度退化等抗震性能指标影响显著。

基于BIM技术的GRG海浪异形天花榫卯连接施工技术

GRG玻璃纤维加强石膏板以其强度高、不变形、不开裂,并能够制作成任意造型等特点,被越来越多地运用到大型公共空间的天花装饰工程。结合BIM技术对GRG海浪异形天花板材进行施工模拟,改进天花板边缘构造,研发了铆钉连接和卡扣连接结构相结合的新型榫卯连接施工技术。该技术优化了施工工艺,提高了施工效率,避免了采用传统施工方法出现接缝开裂等质量问题。确保了超大面积海浪天花的施工质量、工期、安全和节能环保,工程一次成优。

中高剪跨比榫卯连接装配整体式剪力墙受力性能有限元模拟

采用ABAQUS建立了中高剪跨比榫卯连接装配整体式剪力墙的有限元模型,将分析结果中的骨架曲线、混凝土应变和损伤云图、钢筋应力云图与拟静力试验结果进行对比,并在此基础上研究了后浇混凝土强度、边缘构件纵筋配筋率对墙体受力性能的影响。结果表明,采用ABAQUS建立的榫卯剪力墙模型可以反映其真实受力状态;提高后浇混凝土强度对墙体破坏形态影响不大,峰值荷载前墙体刚度略增,峰值荷载后承载力退化变化不明显,当后浇混凝土强度不低于预制混凝土强度时更有利于墙体承载力的充分发挥;提高边缘构件纵筋配筋率,峰值荷载前墙体刚度增大,峰值荷载后承载力退化速率加快,墙体延性系数均大于5,具有较好的变形性能,当配筋率从0.85%逐渐提高到3.36%时,承载力增幅较大。

完全榫卯连接的木结构工程应用

现行《木结构设计规范》和《轻型木桁架技术规范》中对木结构的连接主要介绍了齿连接、螺栓连接、铆钉连接和齿板连接等形式。以太原基准地震台武家寨地磁台工程为例,阐述了木结构多种榫卯连接的构造机理、受力特性以及其优缺点,对规范的节点连接形式作了补充,并对木结构的推广应用提供理论支持。

半刚性榫卯连接对框架整体性能的影响

古建筑木结构榫卯连接框架在水平荷载作用下,节点存在相对转角,属于半刚性节点。本文以单层、单跨梁柱式木框架为研究对象,研究半刚性榫卯节点对木框架内力、刚度等整体性能的影响。

榫卯灌浆钢管框架节点抗震性能试验研究

为探索建筑钢结构低能耗循环利用技术,研究方钢管柱-矩钢管梁采用榫卯连接、砂浆灌浆阻滑的钢框架节点的抗震性能。对榫卯灌浆节点及传统全焊接节点进行了低周往复荷载试验,对比分析其破坏形态、荷载-位移滞回曲线、延性系数以及极限承载力,并建立有限元分析模型,与试验结果进行对比。研究表明:榫卯灌浆节点在弹性阶段的承载力与全焊接节点相当,但榫卯灌浆节点的极限承载力高于全焊接节点,塑性发展平台更长;榫卯灌浆节点的破坏方式为砂浆磨损挤碎,钢构件损伤小;摩擦耗能效果好,滞回曲线饱满,且震后砂浆易修复。

UHPC和预制榫卯混合连接装配式RC桥墩拟静力试验

为研究现浇超高性能混凝土(UHPC)和预制榫卯混合连接构造对装配式钢筋混凝土(RC)桥墩抗震性能的影响,以某实桥为背景,按缩尺比1∶5、轴压比0.1设计、制作了4个桥墩试件(ZT-1试件为整体现浇;CFST-1试件为钢管混凝土榫卯和灌浆套筒混合连接;UT-1试件和UT-2试件为现浇UHPC和预制榫卯混合连接,UHPC湿接缝分别位于墩底及距离墩底200 mm处)。通过桥墩试件的拟静力试验,分析各试件的破坏模式,并对比各试件的滞回曲线、骨架曲线、延性性能、耗能能力及刚度退化等参数。结果表明:4个试件均为压弯破坏,ZT-1试件和UT-2试件的塑性铰位于墩底,CFST-1试件和UT-1试件发生了塑性铰上移的现象;与ZT-1试件相比,UT-1试件和UT-2试件的峰值荷载分别提高了3.52%和7.09%,位移延性系数分别提高了2.22%和4.60%;与CFST-1试件相比,UT-1试件和UT-2试件的峰值荷载均小于CFST-1试件,但UT-1试件和UT-2试件的位移延性系数分别提高了18.38%和21.14%;UT-2试件的整体耗能能力优于UT-1试件;UT-1试件和UT-2试件的承载能力下降较为缓慢,且变形能力较强,说明现浇UHPC和预制榫卯混合连接的装配式RC桥墩具有较好的抗震性能。

基于BIM的榫卯结构装配式水工建筑物参数化设计与应用研究

项目基于BIM技术,依据榫卯连接原理研究了中小型闸站的拆分组装原则及装配式结构防渗问题,开展了典型闸站的有限元分析及计算流体动力学分析,提出了一种基于榫卯结构的标准化装配式中小型闸站,建立了参数化构件族库,开展了构件工厂化、规模化生产和现场装配工艺研究。项目将传统木质榫卯连接工艺应用到现代小型混凝土预制装配式水工建筑物上,拓展了装配式水工建筑物结构体系,实现了“非等同现浇”技术在装配式水工建筑物中的应用。

木构建筑典型榫卯连接刚度分析

以木构建筑透榫、半榫和燕尾榫为研究对象,采用有限元方法动态模拟节点低周反复荷载试验,获得不同节点弯矩-转角(M-θ)滞回曲线和骨架曲线,拟合出节点刚度退化曲线,并从中观察透榫、半榫和燕尾榫的破坏形式,以及节点构造对计算结果的影响。分析结果给出透榫、半榫和燕尾榫刚度随外荷载和相对变形呈非线性变化,以及不同节点刚度特性的差异性刻画。研究结果可为传统木结构建筑抗震性能研究提供理论基础。

榫卯式连接快拆脚手架施工技术

以昆明市保障性住房项目高层建筑工程为依托,介绍了榫卯式连接快拆脚手架的特点及构件组成,并对其安装及拆除流程进行了阐述,提出了操作要点,为类似工程施工提供参考。

明清木结构榫卯节点拟静力试验研究

以西安城永宁门箭楼为研究对象,通过对3个带雀替木构架模型在低周水平反复荷载作用下的试验研究,分析了半榫榫卯节点的受力变形特征及其破坏形式,得到了相应的弯矩-转角滞回曲线、骨架曲线、节点特征参数和恢复力模型,确定了半刚性榫卯节点的延性系数范围在1.58~3.99之间变化。研究结果可为木结构古建筑的抗震性能研究和修缮加固提供参考。

村镇典型木结构榫卯及木构架抗震性能试验研究

通过对三榀直榫榫卯连接形式的村镇典型木构架模型在水平低周反复荷载反复作用下的试验研究,得到了三榀不同尺寸的木框架的破坏特征、滞回曲线、骨架曲线、强度和刚度退化规律、变形及耗能等性能。试验结果表明:当木柱尺寸变大或者柱距变小时,木框架的强度和刚度有明显增加,抗震性能变好;村镇典型木结构房屋具有非常好的变形能力。

故宫古建榫卯节点典型残损问题分析

为保护故宫古建筑,采取理论分析与现场勘查相结合的方法,研究了故宫古建大木结构榫卯节点的典型残损问题。基于榫卯节点的构造特征和残损现状,讨论了故宫官式木构古建的榫卯节点在不同因素作用下出现的不同类型残损问题,包括残损问题的表现形式、主要症状、发展趋势、对古建筑的潜在威胁等方面。分析了古建筑榫卯节点产生残损的不同诱因,结合工程实例,提出了加固建议。结果表明:故宫古建筑榫卯节点的典型残损问题包括拔榫、变形、糟朽、加固件松动等,对古建筑的整体稳定性构成了威胁;引起榫卯节点的残损问题的因素是多样的,但主要包括外力作用、木材材性缺陷,以及榫卯连接构造的特点等方面。采取铁件拉接、木柱支顶、碳纤维布(CFRP)或铁件包裹等方法均有利于解决上述残损问题。

新型装配整体式混凝土剪力墙横向连接抗弯性能模拟分析

为了进一步提高装配整体式剪力墙的施工效率及其结构的抗弯性能,提出了一种新型横向榫卯连接的装配整体式剪力墙,传统榫卯连接的基础上在榫卯接缝两侧的贯通竖向钢筋处加设箍筋连接,以增强墙体的稳定性,达到更好的抗弯性能。并且设计了1组现浇钢筋混凝土剪力墙试件、1组传统榫卯连接的装配式混凝土剪力墙试件以及1组新型榫卯连接的装配整体式混凝土剪力墙试件开展了有限元仿真模拟进行对比研究。通过ABAQUS软件分析不同横向连接类型的混凝土剪力墙在低周往复荷载作用下的受力特点及变形特点,并且与现浇剪力墙和传统普通榫卯连接的剪力墙进行比较。研究结果表明,采用榫卯连接接缝的装配整体式剪力墙整体性可以达到与现浇剪力墙相当,并且相比于现浇剪力墙,采用该种连接方式的装配整体式剪力墙受弯承载力无不利影响。并且提出的新型榫卯连接装配整体式剪力墙,能够在保证榫卯接缝较好连接性能与墙体整体性的基础上,滞回曲线更为饱满,更加有利于抵抗受弯破坏。