基于摇摆柱的古建筑木结构柱脚节点力学模型研究

摘要：

在古建筑木结构中,木柱通常直接平摆浮搁于础石之上,形成只有受压而无受拉能力的柱脚节点.在地震作用下,木柱会发生摇摆,柱脚为半刚性节点.为研究地震作用下古建筑木结构柱脚节点的摇摆机理,对柱脚节点的受压状态进行分析,并对木柱的摇摆过程进行分类,给出了不同摇摆过程的判定条件,建立了柱脚节点的弯矩-转角(M-θ)力学模型;通过与柱脚节点的弯矩-转角曲线试验结果进行对比,验证了该力学模型的正确性;将该M-θ力学模型应用于古建筑木结构的地震分析中,分别建立了柱脚半刚性连接和铰接的数值模型,并与振动台试验结果进行对比.研究结果表明:木柱的摇摆过程可分为全截面弹性摇摆、小截面弹塑性摇摆、大截面弹塑性摇摆以及全截面弹塑性摇摆等4类;采用M-0力学模型得到的柱脚节点弯矩-转角曲线计算结果与拟静力试验结果的差异在10％以内;与铰接的柱脚节点相比,采用柱脚半刚性连接计算的古建筑木结构在地震作用下的动力响应更接近振动台试验结果,结构的加速度峰值、位移峰值与振动台试验结果的差异均在20％以内.

关键词：古建筑木结构、柱脚节点、摇摆过程、M-θ力学模型、半刚性连接、数值模型

所属期刊栏目：43

分类号：TU366.2;TU311.41(建筑结构)

资助基金：国家自然科学基金51878559

在线出版日期：2022-06-29（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共11页

页码：196-206