木结构榫卯节点抗震性能及加固研究

中国古代木结构建筑榫卯节点抗震试验研究中国古代木结构建筑作为中国文化的重要组成部分，在传统建筑学中占有着重要的地位。

作为一种特殊的建筑形式，木结构建筑由于其独特的建筑技术和色彩文化特点，一直备受人们的青睐。

然而，随着中国现代化建筑的进步和发展，传统的木构建筑已经逐渐淡出文化舞台，甚至连古老的建筑技术也面临着越来越多的挑战。

但是，随着近年来地震频发，对于传统建筑的抗震能力也越来越受到关注。

事实上，经过多年的实践，木结构建筑的耐震性得到了良好的验证。

本文通过榫卯节点有关的抗震试验研究，探讨了中国古代木结构建筑的抗震能力。

一、中国古代木结构建筑的历史和发展中国古代的建筑与文化，其历史与悠久的发展经历，对于建筑和文化有着很深远的影响。

古代中国最早的建筑形式，是在青铜器时代出现的建筑单元，这些建筑单元部分使用木材，但没有加工榫卯结构。

而随着时间的推移和中国文化的蓬勃发展，木结构建筑逐渐成为人们所推崇的建筑形式。

中国木结构建筑主要采用拼合的、榫卯连接的方式，切割、加工和安装的逐步完善和发展，使木结构建筑逐渐成为一种工艺技术的结晶。

榫卯连接技术也体现了中国工匠精湛的木材加工技术。

二、木结构建筑榫卯连接技术榫卯连接技术是中国古代木结构建筑的核心技术，它是构造系统的精髓之一。

榫卯连接的技术是指通过将构件上的凸出部分和凹进部分进行精密地加工，并将其恰当地组合在一起，形成一种结构连接方式。

由于这种结构连接方式的设计和加工技能，中国木结构建筑在古代的建筑历史上享有很高的声誉，如“飞檐重檐”、“暗间明窗”等气势恢宏的木构建筑都是采用榫卯连接技术。

三、木结构建筑的抗震能力研究中国古代木结构建筑作为一种特殊的建筑形式，其耐震性一直是人们关注的焦点。

毕竟，地震对于建筑物的威胁是不可忽视的。

经过多年的研究和探索，笔者发现榫卯连接技术是中国木结构建筑具有很好抗震性的因素之一。

在千百年来的实践中，中国木结构建筑的榫卯连接技术被广泛应用于建筑物中，并得到了良好的实证结果。

木结构建筑的抗震性能研究在当今的建筑领域中，抗震性能是一个至关重要的考量因素。

地震作为一种不可预测且破坏力巨大的自然灾害，对建筑物的安全性构成了严重威胁。

在众多建筑结构类型中，木结构建筑以其独特的性能在抗震方面展现出了一定的优势。

木结构建筑之所以能够在抗震中表现出色，首先得益于木材本身的特性。

木材具有较好的柔韧性和延展性，这使得它在受到地震力作用时能够产生一定的变形而不至于立即断裂。

相比之下，一些脆性材料如混凝土和砖石，在受到强大的外力时容易突然破裂，从而导致建筑物的整体垮塌。

木结构建筑的连接方式也对其抗震性能起到了关键作用。

传统的木结构连接多采用榫卯结构，这种巧妙的连接方式不仅能够提供足够的强度，还能够在地震时允许一定的相对位移，从而消耗地震能量，减轻结构的损伤。

此外，现代木结构建筑中还常常使用金属连接件，这些连接件经过精心设计和计算，能够在保证结构稳固的同时，提供一定的弹性变形能力。

从结构体系来看，木结构建筑通常具有较低的重心和较为均匀的质量分布。

这使得在地震发生时，结构所受到的倾覆力矩较小，从而降低了倒塌的风险。

而且，木结构建筑的框架结构能够有效地分散和传递地震力，将其均匀地分配到各个构件上，避免了局部受力过大而导致的破坏。

为了更深入地研究木结构建筑的抗震性能，科学家们进行了大量的实验和模拟分析。

通过模拟地震振动台试验，研究人员可以直观地观察到木结构建筑在不同强度地震作用下的反应和破坏模式。

实验结果表明，木结构建筑在较小的地震作用下能够保持良好的工作性能，而在较大地震作用下，虽然可能会出现部分构件的损坏，但整体结构仍能够保持不倒，为人员的逃生提供了宝贵的时间。

在实际的地震案例中，木结构建筑的抗震表现也得到了一定的验证。

例如，在一些地震多发地区，木结构房屋在经历地震后往往能够相对较好地保存下来，而周边的砖混结构或钢结构建筑可能已经遭受了严重的破坏。

这不仅说明了木结构建筑在抗震方面的优势，也为今后的建筑设计和建造提供了有益的参考。

传统木构建筑竖向半燕尾榫抗震性能研究在我国农村,木结构农房依旧比较盛行,主要是因为其适于人类居住的特性和边远山区交通不发达,可以因地制宜就地取材来建造房屋。

然而村民所建造的农房否是根据工人经验建造,没有具体的规范手册,技术比较落后。

在国家“十二五”科技支撑计划课题“传统农房建造技术改良与应用示范(2015BAL03B03)”支持下,来针对木结构农房的节点进行了研究。

传统木结构建筑能够流传至今屹立不倒,其中榫卯节点连接在结构中发挥重要作用。

作为半刚性节点,能够承载一定的弯矩和变形,具有良好的耗能能力和延性,而传统木结构榫卯连接节点较为常见的有燕尾榫、透榫、半透榫等。

由于传统燕尾榫存在削弱柱横截面面积,传统透榫地震时易拔出等缺陷,提出一种用于木结构建筑梁柱的竖向半燕尾榫节点连接结构,并通过试验验证分析其力学性能。

本文分别对传统榫卯单向节点和新型竖向半燕尾榫单向节点进行低周往复试验对比分析及传统榫卯一品框架和新型竖向半燕尾榫一品框架低周往复试验对比分析。

通过试验得到木材的抗压强度、抗拉强度和弹性模量,为理论计算和ABAQUS数值分析提供了必要依据。

通过低周往复试验对单向榫卯节点以及一品木构架模型进行试验研究,得到榫头的拔出量,模型的破坏模式以及节点的滞回曲线。

试验结果表明,所有模型的破坏都发生在节点处,传统透榫以节点的拔出破坏为主、传统燕尾榫节点以卯口撕裂、榫头拔出破坏为主、竖向半燕尾榫节点以榫颈拔断和榫额剪切破坏为主。

通过对传统榫卯节点和新型竖向半燕尾榫节点的滞回曲线、骨架曲线对比分析,单向节点试验所得到的滞回曲线呈反S形,一品木构架模型的滞回曲线在加载初期几乎完全重合近似于平行四边形,由于中部捏拢效应严重,又近似于弓形,随着荷载和循环的往复,滞回环形状近似于Z形,所有模型的滞回环的捏拢效应严重,但竖向半燕尾榫节点的捏拢效应要低于传统榫卯节点的捏拢效应。

并且新型竖向半燕尾榫节点的转动弯矩、刚度和耗能能力优于传统直榫节点,因此可以得到新型竖向半燕尾榫节点模型的抗震性能要优于传统榫卯节点模型的抗震性能。

标题：古建筑榫卯节点力学模型与抗震加固研究1. 引言古建筑是我们宝贵的文化遗产，其中的木结构建筑以其独特的工艺和建筑风格，承载着丰富的历史和文化内涵。

然而，由于受到自然灾害和人为破坏的影响，许多古建筑面临着不同程度的损坏和衰退。

如何有效地保护和抗震加固古建筑，成为了当前的研究热点之一。

本文将从木结构古建筑榫卯节点力学模型和抗震加固方面展开全面的讨论和分析。

2. 木结构古建筑榫卯节点力学模型2.1. 榫卯节点的构造和特点古建筑中的榫卯节点是指通过榫头和卯榫相互咬合，形成稳固的连接点。

这种传统的木结构连接方式具有独特的机械原理和结构特点，经过千百年来的实践检验，展现出了较强的稳定性和承载能力。

在力学模型方面，榫卯节点的设计原理和受力特点是理解木结构古建筑整体稳定性和强度的关键。

2.2. 古建筑榫卯节点的力学模型传统木结构古建筑中的榫卯连接方式呈现出了复杂的力学特性，包括受力分布、应力传递和变形规律等方面的问题。

通过建立榫卯节点的力学模型，我们可以深入理解榫卯连接在外力作用下的响应机制，为后续的抗震加固研究提供理论支撑。

3. 木结构古建筑抗震加固研究3.1. 古建筑抗震加固的必要性由于古建筑的特殊文化价值和结构特点，一旦发生地震等自然灾害，其抗震能力往往十分有限，易受损或倒塌。

进行古建筑的抗震加固研究对于保护这些珍贵的文化遗产至关重要。

3.2. 抗震加固技术的应用与研究针对木结构古建筑的抗震加固技术，现有研究主要集中在结构加固、榫卯节点加固和材料应用等方面。

其中，如何有效地应用榫卯节点的力学特性和设计原理，结合新型材料和加固技术，成为了当前研究的焦点之一。

通过实验和理论模拟，可以验证加固方案的有效性，并为实际工程提供可行方案。

4. 个人观点与总结古建筑榫卯节点力学模型和抗震加固研究是一项具有重要实践意义和深远文化价值的课题。

通过全面的力学模型和抗震加固技术研究，可以有效地保护和传承木结构古建筑的独特魅力和历史内涵。

中国传统木结构榫卯的建构研究中国传统的木结构建筑以其独特的风格和精湛的技艺闻名于世。

其中，榫卯结构作为木结构建筑的重要组成部分，不仅体现了古代建筑师的智慧和匠心，也为中国传统建筑文化增添了丰富的内涵。

本文将深入探讨中国传统木结构榫卯的建构研究，以期为相关领域的学者和爱好者提供有益的参考。

榫卯是一种用于连接和固定木结构建筑的独特结构形式。

它通过在木材上加工出特定的凹凸部分，使得两根木材能够精确地咬合在一起，从而达到稳定和承重的效果。

榫卯结构以其耐久性、稳定性和抗震性而备受赞誉，是中国传统木结构建筑的一大特色。

根据不同的建构目的和结构特点，榫卯可分为多种类型。

常见的榫卯结构包括直榫、燕尾榫、弧形榫、格肩榫等。

每种榫卯都有其特定的用途和特点，如直榫适用于简单的连接，燕尾榫则具有较好的抗震性能等。

传统木结构榫卯的建构流程包括选材、加工和组装三个主要步骤。

选择合适的木材，确保其质量和纹理符合要求；通过斧、锯、刨等工具将木材加工成所需的形状和尺寸；进行组装，将各个部分按照设计要求组合在一起，完成榫卯结构的制作。

在传统木结构榫卯建构过程中，有一些技巧和注意事项。

选材方面应选择干燥程度合适、无裂缝、无节疤的优质木材；在加工过程中，要注意保持木材的精度和一致性，以确保榫卯的配合紧密；在组装过程中，应遵循设计图纸，正确安装各个部分，确保结构稳固。

同时，对于不同类型的榫卯，要采取相应的施工方法，充分考虑其特点和用途。

例如，在制作燕尾榫时，要特别注意其角度和尺寸的准确性，以确保其具有良好的抗震性能。

中国传统木结构榫卯作为古代建筑师们的智慧结晶，不仅在建筑美学上有着卓越的表现，更在工程实用上有着不可替代的作用。

通过对榫卯结构的深入研究和探讨，我们可以更好地了解和传承这份宝贵的文化遗产。

随着现代科技的发展和应用，我们可以结合传统工艺和现代技术，进一步发展和创新榫卯结构，为保护和传承中国传统文化，以及推动现代木结构建筑的发展做出贡献。

中国木结构古建筑榫卯连接节点抗震性能研究进展【摘要】:榫卯连接是中国木结构古代建筑的重要特征。

由于在地震作用下，梁柱等构件一般会处于弹性工作状态，节点的抗震性能就决定了整个建筑的安全，因此该领域已成为古建筑保护工作的研究热点方向。

对中国古代建筑榫卯节点抗震性能研究进展情况进行了梳理，并提出了相应的见解。

【关键词】:木结构古建筑；榫卯连接节点；抗震性能；研究引言中国木结构古建筑具有良好的抗震性能，迄今尚存有许多已逾千年的建筑遗存，虽经历了许多地震灾害作用而仍能挺然直立的事实就是明证。

一个结构减震耗能能力的大小，是其抗震性能好坏的重要标志。

榫卯连接方式与斗棋结构是中国木结构古建筑的主要结构特征，也是中国古建筑区别于世界它系建筑结构的主要标志。

在地震作用下，作为重要结构特征的榫卯节点与斗棋的抗震机制是一个值得深入研究的问题。

一、榫卯结构及其分类榫卯结构是建筑或家具中相连接的两构件上采用的一种凹凸处理接合方式。

凸出部分叫榫(或榫头);凹进部分叫卯(或榫眼、榫槽)。

这种形式在我国传统建筑与家具中达到很高的技艺水平，同时也常见于其他木、竹、石制的器物中。

我国古建筑家具把各个部件连接起来的“榫卯”做法，是建筑家具造型的主要结构方式。

各种榫卯做法不同，应用范围不同，但它们在每处建筑或每件家具上都具有形体构造的“关节”作用几十种不同的“榫卯”，按构合作用来归类，大致可分为三大类型:一类主要是作面与面的接合，也可以是两条边的拼合，还可以是面与边的交接构合。

如“槽口榫”、“企口榫”、“燕尾榫”、“穿带榫”、“扎榫”等。

如图（1）所示：图（1）另一类是作为“点”的结构方法。

主要用于作横竖材丁字结合，成角结合，交叉结合，以及直材和弧形材的伸延接合。

如“格肩榫”、“双榫”、“双夹榫”、“勾挂榫”、“锲钉榫”、“半榫”、“通榫”等等。

如图（2）：图（2）还有一类是将三个构件组合一起并相互连结的构造方法，这种方法除运用以上的一些榫卯联合结构外，都是一些更为复杂和特殊的做法。

Science &Technology Vision科技视界科技视界0引言,。

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1榫卯节点抗震性能,,,。

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1.1燕尾榫节点,[6]1:3.52,-。

[7],、M -θ(1)。

图1燕尾榫节点M -θ关系曲线,[8]、,、,:古木结构榫卯节点抗震性能研究崔航1*施毕新2丛宇1蓝迪2(1.四川省文物考古研究院,四川成都610041;2.西南科技大学土木工程与建筑学院,四川绵阳621010)【摘要】榫卯连接是传统木结构极具特色的营造技艺。

榫卯节点“刚柔相济”,具有半刚性的连接特性,使得古木结构具有良好的抗震性能。

文章根据古木结构的震害调研,得到了木结构的地震破坏主要表现为榫卯节点拔榫及构架倾斜,在此基础上,归纳了不同木结构梁柱榫卯节点的抗震性能。

【关键词】古建筑木结构,榫卯节点,抗震性能中图分类号:TU366.2文献标识码:ADOI:10.19694/ki.issn2095-2457.2022.10.20※基金项目:四川省科技厅科研院所科技成果转化项目(2021JDZH0036)。

*通信作者:崔航,硕士,研究方向为文物建筑保护技术研究。

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图2人工模拟虫蛀燕尾榫节点,[10]、, :,,,,、。

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1.2直榫节点,[12],,,,—。

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图3带雀替的半榫节点木构件模型,[16],,。

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1.3其他榫卯节点,[18],,、、M-θ。

ChangW.S[19]Nuki,,Nuki,。

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,Keita Ogawa[22]。

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