中国古建筑榫卯节点抗震加固试验研究

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1、分类号：TU366．2题单位代码：玉黝61077单位代码：山鼬d由10学号：$2007蝴8密级：公开北京工业大学硕士学位论文英文并列△SE亘S丛亘￡S至虺趟G互HEⅨl丛GEX￡壁B兰ME过至SQ盥题目￡丛I毯ESEA过￡IE赳王至EⅨQⅨ=MQ量竖至SE正QlⅨ工S专论文报告提交只期2QlQ。逝学位授予EJ期授予单位名称和地址j￡塞王些厶堂IE应直翦田竖坐压园!鲤兰L．◆，^_尹j'’，，，独创性声明lUlI111111111IlUIIlY1788643本人声明所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标

2、注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得北京工业大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。签名：关于论文使用授权的说明本人完全了解北京工业大学有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留送交论文的复印件，允许论文被查阅和借阅；学校可以公布论文的全部或部分内容，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。(保密的论文在解密后应遵守此规定)签名：导师躲舟竹。眺2加。jl、、一／摘要摘要中国古代建筑在世界建筑之林中有着重要地位，其中以木结构

3、为主的建筑体系历史悠久，数量繁多，结构复杂，科学文化内涵极为丰富，抗震性能好。榫卯连接方式是中国古代一项伟大的技术创造，是确保木结构体系具有良好抗震性能的关键措施之一。但是，许多现存的古建筑木结构使用年限己久，结构残损严重，寻求针对木结构的合理加固方法具有重要意义。为探究榫卯节点的耗能机理，寻求中国古代大木作结构抗震加固的有效方法，本文主要开展了如下几方面的研究工作：(1)和钢筋混凝土、砌体等“刚”性结构相比，木结构建筑“以柔克刚”，具有良好的抗震性能。本文制作了l：8缩尺比例的木结构空间模型，通过低周反复加载试验，研究了榫卯节点的力学特点及耗能机理，获

4、得了节点的弯矩．转角曲线和构架的力．侧移曲线。结果表明，这种不用钉子的构件连接方式，不但可以承受较大的荷载，而且允许产生一定的变形，在地震荷载作用下通过变形吸收一定的地震能量，减小结构的地震响应。(2)传统的古建筑加固方法在施工时都需加设铁件，而铁件具有自重大且易腐蚀老化等缺点，加固不慎还容易破坏原有结构本身，本文分别采用马口铁、钢构件和碳纤维布(CFRP)!Jn固榫卯节点，通过低周反复加载试验，研究了节点加固后的抗震性能，获得了加固后节点的弯矩．转角曲线和构架的力．侧移曲线，并对比分析了加固前后节点的骨架曲线、耗能能力、刚度退化、变形能力等抗震指标。结

5、果表明，马口铁、钢构件和CFRP均可提高构架的刚度和承载力，且加固后的构架仍有很好的变形性能，但是耗能能力不如加固前；另一方面，CFRP加固榫卯节点的综合加固效果最好，钢构件其次。(3)通过古建筑木结构模型的振动台试验，获得柱脚、额枋和屋面板的地震响应加速度；通过白噪声地震激励求得结构的模态参数(包括自振频率、阻尼比等)；通过E1．centro波激励下的四种模型的加速度曲线峰值对比和结构的位移变化特征，检验了采用不同方法进行榫卯节点的抗震加固效果。关键词：榫卯节点；CFRP；抗震加固；低周反复荷载试验；振动台试验北京T业大学T学硕一L学位论文nTores

6、earchenergydissipationmechanismofthemortise-tenonjoints，andgetalleffectivestrengtheningmethodforChineseancientwoodenstructures，111earticlegotthefollowingmainresearchworkandresults：(1)ContrastthereinforcedconcretestructuresandMasonrystructuresandother竹rigid”structures．Chineseaneie

7、ntwoodenstructurescanusingsofttoovercomehard．Thearticlemodelswithascaleofl：8oftheprototypestructurewerebuiltconsideringtenon—mortiseconnections．BylowcyclicreversedloadingtestsboⅡlmoment．．rotationcurvesandload．-displacementhystereticcurvesofthestructureswereobtained，andresearchthe

8、mechanicsfeatureandpassiveenergydissipat