巴蜀穿斗构架的地域特色探究

在我国以木构为主的传统建筑大木构架体系中,穿斗构架是南方地区常采用的结构形式。而巴蜀地区的穿斗构架兼有南方穿斗的共性,又有其个性。在特殊的地理条件、民俗文化的影响下,巴蜀穿斗构架在构筑技术、构架组合、审美特质与特色空间营造等方面都体现出富有内涵的地域特色。

黔东南清水江流域穿斗构架演进——兼论建构视野下侗族与苗族穿斗构架之辨

清水江是沅江上游的主要支流,清水江流域也是苗族、侗族迁徙路线交汇与文化融合的地区。文章基于文献研究和实地调研,梳理穿斗构架演化历程,指出清水江下游民居构架具有穿斗构架“共同祖型”的“满枋满瓜”特征,是“满枋满瓜”与“减枋跑马瓜”构架形式的过渡区域;辨析清水江流域苗族、侗族民居建构逻辑,并深入分析穿斗构架的融合形式,指出清水江流域穿斗架的演进脉络体现出地方性民居建筑的传承与创新,为研究多民族传统民居演进轨迹和交融途径提供理论基础。

姚安7·9地震土木结构民居震害及基于震害的穿斗木构架节点抗震加固分析

姚安7·9地震发生后,通过对灾区农村的现场调查,总结了这次地震农村民居的破坏情况。结合云南丽江和宁洱地震时农村穿斗木构架民居节点的震害给出了节点的抗震加固方案,并对加固方案进行了造价分析。

内嵌砖墙穿斗木构架抗震性能试验研究

设计制作了1榀足尺的穿斗木构架和2榀足尺的内嵌砖墙穿斗木构架,通过拟静力对比试验研究了构架的破坏形态、破坏机理、水平承载力、变形性能、刚度退化和耗能性能。结果表明:对比木构架未发生明显的水平滑移,整体变形能力较强;内嵌砖墙木构架在加载过程中发生了砖墙的弯曲摇摆破坏,并最终导致了平面外坍塌。对比木构架的滞回曲线呈典型的反S形,滞回环中部捏拢明显;内嵌砖墙木构架的滞回曲线为梭形,滞回环饱满。与对比木构架相比,内嵌砖墙木构架的初始刚度、水平承载力和耗能能力大幅提升,但极限变形能力显著降低。穿斗木构架的梁柱节点为典型的半刚接节点,转动刚度随转角的增大而逐渐减小;而由于砖墙的嵌固作用,内嵌砖墙木构架中的梁柱节点在墙体倒塌前未发生明显的转角。

武侯祠桂荷楼穿斗木构架透榫节点抗震性能研究

以武侯祠桂荷楼穿斗节点为原型,模拟了等厚单向透榫节点在拟静力荷载作用下的应力应变特征和抗震性能,探讨了榫高、榫厚和柱径三种因素对节点力学性能的影响。研究表明:等厚单向透榫耗能性能好,但节点受力复杂,榫头根部应力集中,小榫头根部易发生撕裂和折断现象;榫高、柱径对节点等效黏滞阻尼系数、节点刚度和承载力有显著影响,而榫厚影响不明显。最后,根据透榫节点弯矩转角关系提出三折线模型,建立了模型参数与榫高、榫厚、柱径的函数关系来预测节点性能。本文研究成果可为穿斗木构架结构的榫卯节点尺寸设计、抗震理论研究和文物修缮设计提供建议和参考。

武侯祠桂荷楼穿斗木构架抗震性能研究

为探究构造差异对穿斗式木构架结构性能影响,文中采用数值分析方法,研究了在拟静力荷载作用下,桂荷楼标准横向、减柱造横向、纵向3种穿斗木构架的变形特性和抗震性能。研究表明:穿斗木构架侧向变形能力好,但节点受力复杂,各立柱受力不均,半榫、柱脚、直榫节点易滑移;穿斗木构架耗能能力优,耗能系数随加载位移增大而增大,地震能量主要由木结构底层承担;横向穿斗木构架底层刚度弱,一层的初始层间刚度为二层的65.94%,竖向刚度不规则,底层易损伤;纵向穿斗木构架二层刚度弱,二层的初始层间刚度为一层的60.82%,二层易变形;减柱造做法加剧节点滑移,使穿斗木构架一、二层刚度减小了19.36%、14.46%,底层承载能力降低20.60%。最后,根据骨架曲线,建立了穿斗木构架力学模型,提出了桂荷楼文物修缮措施建议。

大理白族民居两种木构架结构现状数值模拟

研究大理白族地区木结构传统民居的整体性能,选取大理白族民居中两种常用的木构架作为研究对象,采用ANSYS有限元数值模拟的方法建立结构整体模型,分析两种木构架结构在静力荷载作用下的变形受力特点,并通过时程分析得到两种木构架结构在地震作用下的位移和加速度响应。研究结果表明:在荷载作用下,两种木构架的变形峰值均在容许范围内,构件的抗压、抗弯和抗剪承载力均满足要求。根据模态分析说明木构架纵向刚度较弱,横向刚度较纵向刚度稍大,符合结构的一般振动顺序。在模态分析基础上进行木构架动力响应分析,得出两种木构架对比,各节点的动力放大系数没有显著差异,位移和加速度反应峰值并不同时出现,存在一定的相位差,结构基本保持完好,两种大理白族民居木构架目前处于安全状态。

应用于榫卯节点加固的扇形黏弹性阻尼器有限元分析

为提升传统木结构建筑的抗震能力,研发一种用于榫卯节点加固的扇形黏弹性阻尼器。先介绍了2种形制不同的阻尼器(SX-1和SX-2)的构造,并对其工作机制进行分析,利用ABAQUS进行数值模拟,通过对比分析2种扇形阻尼器在反复荷载下的滞回曲线饱满程度、耗能系数及等效黏滞阻尼比,研究阻尼器的变形性能和耗能特性。结果表明:阻尼器构造合理,滞回面积、耗能系数及等效阻尼比均随幅值的增加而增大;位移加载幅值较小时,SX-1和SX-2试件的耗能系数及等效阻尼比的数值均较小;SX-2形制的扇形黏弹性阻尼器滞回曲线更饱满,耗能能力强,具有较大的变形能力;SX-2形制的黏弹性橡胶阻尼器的耗能系数及等效阻尼比相较于SX-1阻尼器均得到提高,SX-2阻尼器耗能能力得到加强,能够更加有效地提高传统穿斗木构架的抗震能力。

四川芦山7.0级地震中非抗震设防民居震害特征

发生于2013年4月20日的芦山7.0级地震波及川西地区多个县市,造成大量人员伤亡和经济损失。与震害较轻的钢筋混凝土和约束砌体结构相比,大量非抗震设防的无约束砌体结构和穿斗木构架民居建筑受损严重。在简要描述无约束砌体结构震害特征的基础上,介绍了川西穿斗木构架的结构组成,总结了其柱脚滑移、纤榫脱出、整体歪斜、填充墙倒塌等典型震害,分析了穿斗木构架中砌体填充墙的结构作用,并给出综合考虑木构架和砌体填充墙的损伤状态以确定整体结构破坏等级的建议。通过对某高烈度区域穿斗木构架和无约束砌体结构民居建筑的破坏等级统计数据的比较,认为穿斗木构架具有更高的抗震性能。