穿斗式木结构钩榫节点抗震性能研究

为研究传统民居穿斗式木结构钩榫节点的抗震性能,参照西南地区典型木结构建筑,按1∶1.33缩尺比制作了5个不同榫头尺寸的钩榫节点和1个半榫节点,对其进行低周往复加载试验,研究节点的破坏形态、弯矩-转角滞回曲线、骨架曲线、刚度退化规律、耗能与变形能力。采用ABAQUS有限元软件对钩榫节点进行数值模拟,进一步分析了榫头与卯口部位的应力分布,以及榫尖高度和榫大头长度对钩榫节点受弯承载力的影响。结果表明:钩榫节点破坏形态主要表现为榫尖受剪破坏、榫头变截面处的木材撕裂和榫头折断,半榫节点破坏形态为榫头脱出卯口,柱和穿枋基本完好;钩榫节点弯矩-转角滞回曲线呈反“Z”形且正反向不对称;加载后期等效黏滞阻尼系数增大,节点耗能持续增大;钩榫节点变形能力较强,破坏转角可达0.08~0.12 rad,榫头横纹受压应力达到其抗压强度,柱卯口应力远小于其抗压强度;适度增大榫尖高度和减小榫大头长度均能有效提高钩榫节点的受弯承载力。