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大量震害实例表明,民居木结构在地震中表现出了各种破坏形式,榫卯节点为主要的破坏部位,常表现出榫头拔出、折断等。云南省是我国地震多发省之一,民族众多。由于取材方便,木结构民居得到了较广泛的应用,节点连接以榫卯方式为主。近年来,我省开展了一系列民居抗震方面的研究,于2007年制定了《云南省农村民居地震安全工程技术导则(试行)》,并在云南省农村地震安保工程中实施。本文以直榫节点为研究对象,结合导则制定模型,对云南省民居木结构直榫卯节点抗震加固进行了系统详细的试验和研究。
本文根据《云南省农村民居地震安全工程技术导则(试行)》及相关要求,制作丁字型直榫木节点模型,考虑了未加固、扒钉加固、扁钢加固三种类型。通过各模型在单调和低周反复荷载作用下的试验研究,得到各种模型的破坏形态以及相应的P-△曲线、M-Θ曲线、榫头拔出量、骨架曲线等。通过对试验结果的对比分析,可以得出,直榫节点通过扒钉和扁钢加固都取得了较好的效果,而其中扁钢加固略优于扒钉加固,这主要表现在单调最大承载力,反复荷载下的耗能性能等。在数值模拟分析中,采用接触单元等进行结构数值模拟非线性分析,将计算结果与试验结果进行对比,验证了木结构榫卯节点数值模拟研究的可行性。
通过本文研究,结果表明,两种加固方式中,无论是极限承载力还是耗能性能等各个方面,扁钢加固效果最为明显。本文的研究成果为云南省民居木结构加固及抗震性能分析提供一定的依据,对目前云南民居木结构房屋的修缮、加固和保护工作提供一点的理论和实践帮助。