古建筑木结构抗震机理研究

本书共7 章，在介绍了中国古建筑木结构的发展历史及木结构的构造特点的基础上，梳理了木结构抗震性能的研究动态，针对现有研究的不足，作者通过自制的木结构缩尺模型进行了研究，主要包括新型木结构拟静力测试系统、水平往复荷载作用下的木构架变形、整体木构架滞回性能、柱架层和斗拱层滞回性能、基于能量的木构架抗震机理分析和木构架抗震机理的数值模拟分析。 本书对于从事古建筑抗震研究、修缮加固、结构研究的专业人员具有较好的实用参考价值，也可供高等学校土木工程及相关专业师生参阅。

孟宪杰，太原理工大学土木工程学院教师，山西建设投资集团有限公司在站博士后，担任山西土建学会古建筑保护与研究专业委员会副秘书长。长期从事古建筑木结构抗震性能研究，主持相关领域纵横向项目6项，其中国家级项目2项、省级项目1项，发表学术论文10余篇，其中高质量SCI论文4篇，学位论文获评2020年度山西省优秀博士学位论文。

1绪论 1.1 概述 002 1.1.1 中国古建筑木结构发展历史 002 1.1.2 宋式大木作构造及技术特点 007 1.1.3 古建筑木结构研究价值 010 1.2 古建筑木结构抗震性能研究现状 011 1.2.1 柱脚节点研究现状 012 1.2.2 榫卯节点研究现状 014 1.2.3 斗拱节点研究现状 018 1.2.4 整体结构研究现状 020 1.2.5 摇摆特性的初步研究 022 1.3 本书研究内容 024 2新型木结构拟静力测试系统 2.1 拟静力试验 027 2.1.1 加载制度 027 2.1.2 测试系统 027 2.2 试验模型设计 028 2.2.1 模型介绍 028 2.2.2 模型制作安装 033 2.2.3 构件初始缺陷记录 034 2.3 加载系统设计 035 2.3.1 基于摇摆的水平加载设计思路 035 2.3.2 水平加载系统设计 036 2.3.3 竖向加载设计 038 2.4 数据采集装置 039 2.4.1 位移传感器设计 039 2.4.2 水平位移测量 041 2.4.3 竖向位移测量 043 2.4.4 荷载测量 045 2.4.5 倾斜监测 046 2.5 测试方案 047 3水平往复荷载作用下的木构架变形 3.1 整体结构变形 052 3.2 节点及构件变形 053 3.2.1 柱脚节点 053 3.2.2 柱倾斜变形 055 3.2.3 榫卯节点 059 3.2.4 斗拱节点 061 3.2.5 构件损伤 061 3.3 柱架层和斗拱层水平位移特征. 065 3.4 水平荷载作用下的木构架竖向运动 069 3.4.1 基于摇摆的木构架竖向抬升理论计算 069 3.4.2 实测木构架竖向位移 071 3.4.3 木构架竖向抬升特征 075 4整体木构架滞回性能 4.1 初次测试阶段木构架滞回性能 078 4.1.1 滞回曲线 078 4.1.2 骨架曲线 081 4.1.3 刚度 083 4.1.4 耗能 085 4.2 重复加载导致的木构架滞回性能变化 088 4.2.1 滞回曲线变化 088 4.2.2 骨架曲线变化 090 4.2.3 刚度变化 093 4.2.4 耗能变化 095 4.3 恢复力模型 097 4.3.1 木构架恢复力模型建立 097 4.3.2 恢复力模型检验 099 5柱架层和斗拱层滞回性能 5.1 初次测试阶段柱架层和斗拱层滞回性能 103 5.1.1 柱架层和斗拱层滞回曲线 103 5.1.2 柱架层骨架曲线 105 5.1.3 柱架层和斗拱层刚度 107 5.1.4 柱架层和斗拱层耗能 109 5.2 重复测试阶段柱架层和斗拱层滞回性能变化 111 5.2.1 柱架层和斗拱层滞回曲线变化 111 5.2.2 柱架层骨架曲线变化 113 5.2.3 柱架层和斗拱层刚度变化 115 5.2.4 柱架层和斗拱层耗能变化 117 5.3 木构架恢复力理论计算 119 5.3.1 木构架中弯矩平衡关系 119 5.3.2 柱摇摆恢复力 120 5.3.3 榫卯节点恢复力 121 5.3.4 木构架恢复力 123 6基于能量的木构架抗震机理分析 6.1 木构架中的能量关系 126 6.1.1 地震过程中结构中的能量 126 6.1.2 拟静力测试中木构架中的能量平衡方程 127 6.1.3 各能量计算方法 128 6.2 初次测试阶段木构架中各能量分析 129 6.2.1 总输入能量 129 6.2.2 滞回耗能 130 6.2.3 重力势能 132 6.2.4 弹性应变能 134 6.3 重复加载对木构架中各能量的影响. 136 6.3.1 总输入能量变化 136 6.3.2 滞回耗能变化 137 6.3.3 重力势能变化 139 6.3.4 弹性应变能变化 141 6.4 抗震机理的适用性分析 143 7木构架抗震机理的数值模拟分析 7.1 缩尺木构架有限元模型 147 7.1.1 木构架建模 147 7.1.2 材料本构关系 148 7.1.3 接触关系 150 7.2 数值模拟结果 151 7.2.1 变形特征 151 7.2.2 滞回曲线 153 7.2.3 竖向位移 155 7.3 木构架中各能量对比分析 157 7.3.1 总输入能量 157 7.3.2 滞回耗能 157 7.3.3 重力势能 159 7.3.4 弹性应变能 160 附录 附录A 樟子松物理力学性质 163 附录B 位移传感器原理及制作 171 参考文献