古建筑榫卯节点刚度分析.pdfVIP

四川建筑科学研究 第37卷 第6期 SichuanBuildingScience 2011年 12月 古建筑榫卯节点刚度分析 胡卫兵，韩广森，于海平 (西安建筑科技大学土木工程学院，陕西 西安 710055) 摘 要：研究古建筑榫卯节点刚度取值，对古建筑的保护修缮加固具有重要意义。以木结构建筑为例，从基本承重构件梁柱 的微元开始，导出木梁木柱的挠曲线方程，用弹簧作为榫卯节点约束 ，以边界条件输入，导出榫卯节点刚度值；以钟楼为工程 实例，建立ANSYS有限元模型，对结果和实测数据进行对比分析。结果表明，本文提出的计算方法，适用于木结构古建筑的榫 卯节点刚度分析计算。 关键词：木结构；古建筑；榫卯刚度；有限元 中图分类号：TU366．2 文献标识码：A 文章编号：1008—1933(2011)06—044—04 Theanalysisaboutnodestiffnessofmortiseandtenonin ancientbuilding HU Weibing，HAN Guangsen，YU Haiping (SchoolofCivilEngineering，Xi’明UniversityofArchitectureTechnology，Xi’all710055，China) Abstract：Inordertoprotect，recover，reinforceancientbuilding，thestudyingthathowtodecidethevalueaboutthenodestiffnessof mortisesandtenoninancientarchitecturehasimportantsignificnace．Thispapertakesthetimberstructureasna example，startsfrom theinfinitesimalcomponentsoftimberbeamsnadcolumnswhicharethebasicload-bearingconstructiontoexporttheirdeflectioncurve equation．andusesthespringastheconstraintofmortiseandtenonwhichisas theboundaryconditionstobeenteredtogetthestiffness valueofmortiseandtenon；nadUSeShteClockToweras na engineeringexampletoestablishtheANSYSfiniteelementmodel，and naalyzeshteresultsandmeasuleddata． Keywords：timberstructure；ancientbuilding；stiffnessofmortiseandtenon；finiteelementmehtod (FEM) 值；以上分析都是基于有实验或者现场实测数据进 0 引 言 行的前提下进行的分析探讨，给出的也是变化很大 中国古代木结构建筑的一大特点是各个构件之 的范围值。因此，有必要对木构榫卯节点刚度进行 间一般采用榫卯连接，这种木构榫卯节点由榫头和 理论分析，以便快速计算节点的刚度，为进一步对古 卯孔组成，既能承受一定的荷载，又具有很好的弹 建筑进行结构分析提供基础。 性，能较好地抵消水平推力的作用。榫卯节点力学 本文从基本构件出发，分别提取梁、柱构件微元 性能介于刚性节点和半刚性节点之间，能承受一定 体进行研究，通过微元体受力平衡，推出整个基本梁 的弯矩(这不同于铰接点)，同时在运动时可以吸收 柱构件的挠曲线方程，基本构件边界处用两个轴向 消耗部分能量，减少结构的振动响应 ；俞茂宏、赵 弹簧和一个转动弹簧作为边界约束，来模拟榫卯节 均海、方东平 等人定义和引入反映木结构古建筑