村镇木结构住宅抗震加固试验研究

论文摘要

我国是一个地震多发国家,地震活动的分布范围较广、震源浅、强度大。自唐山地震以来,我国的破坏性地震大多都发生在农村地区,灾害损失严重。目前,我国农村地区依据《镇(乡)村建筑抗震技术规程》设计的新建房屋,其抗震设防安全基本可以得到保证。然而,对于农村地区大量的既有建筑而言,因受经济状况、建筑材料、结构形式以及传统习惯等诸多因素的影响,其抗震能力往往不能满足设防要求,亟需进行抗震加固改造。本文针对村镇木结构房屋的常见抗震缺陷,提出了相应的节点加固措施和抗侧加固措施。通过一个对照模型和三个加固模型的低周反复荷载试验,分别检验了斜撑、替木加固榫卯节点的有效性,并研究了加固前后木构架模型的滞回特性、承载力、延性、刚度退化等抗震性能指标。本文还通过一个完好的木板剪力墙模型和一个受损修复木板剪力墙模型的低周反复荷载试验,检验了增设木板剪力墙对木构架进行抗侧加固的有效性和对震损木板剪力墙进行修复加固的可行性,得到了模型的破坏形态、滞回曲线和骨架曲线,并对其抗侧承载力、延性、刚度退化、强度退化和耗能等性能指标进行了分析。试验结果表明：增设斜撑或替木两种加固方法均可以增强节点承载力和变形能力,提升木构架抗倒塌能力；增置木板剪力墙可以显著提高木构架承载力,并且便于震后修复,适用于对抗侧承载力有较高要求的木构架抗震加固。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 研究背景和意义
• 1.2 村镇住宅调研
• 1.2.1 调研目的和内容
• 1.2.2 村镇住宅的地域分布
• 1.2.3 村镇木结构房屋结构形式
• 1.2.4 村镇木结构的抗震缺陷
• 1.3 木结构房屋震害
• 1.3.1 榫卯节点破坏
• 1.3.2 木构架整体倾斜、坍塌
• 1.3.3 围护墙体破坏
• 1.3.4 木结构屋面破坏
• 1.3.5 木构架柱脚滑移
• 1.3.6 承重构件破坏
• 1.4 木结构研究现状
• 1.4.1 木结构抗震性能研究
• 1.4.2 木结构抗震加固研究
• 1.4.3 有待解决的问题
• 1.5 本文研究目的和内容
• 1.5.1 研究目的
• 1.5.2 研究内容
• 第二章 木构架节点抗震加固试验概况
• 2.1 引言
• 2.2 试验内容及目的
• 2.3 试件设计与分组
• 2.3.1 试件设计和制作
• 2.3.2 试件分组
• 2.3.3 材料性能
• 2.4 加载方案
• 2.4.1 试验加载装置与措施
• 2.4.2 竖向加载
• 2.4.3 水平加载
• 2.5 量测方案
• 2.5.1 量测仪器
• 2.5.2 测点布置
• 2.6 试验过程与现象
• 2.6.1 原型木构架
• 2.6.2 木斜撑加固构架
• 2.6.3 横置替木块加固构架
• 2.6.4 竖置替木块加固构架
• 2.7 本章小结
• 第三章 木构架节点抗震加固试验结果分析
• 3.1 节点加固机理分析
• 3.1.1. 节点变形特征
• 3.1.2 扁钢加固机理分析
• 3.1.3. 斜撑加固机理分析
• 3.1.4. 替木加固机理分析
• 3.2 节点加固效用分析
• 3.2.1 扁钢加固效用
• 3.2.2 斜撑加固效用
• 3.3 木构架的滞回特性
• 3.4 木构架延性与承载力分析
• 3.4.1 木构架骨架曲线特征及分析
• 3.4.2 木构架延性与承载力
• 3.5 木构架抗侧刚度及其退化
• 3.5.1 刚度退化曲线特征
• 3.5.2 刚度退化规律分析
• 3.6 实用性分析
• 3.7 设计建议
• 3.8 本章小结
• 第四章 木结构抗侧加固试验概况
• 4.1 引言
• 4.2 试验内容及目的
• 4.3 原型房屋资料
• 4.3.1 总体描述
• 4.3.2 屋面处的水平地震作用标准值
• 4.3.3 各榀木构架间地震作用的分配
• 4.4 试件设计与分组
• 4.4.1 试件设计和制作
• 4.4.2 试件分组
• 4.5 试验加载方案
• 4.5.1 加载装置与措施
• 4.5.2 竖向加载
• 4.5.3 水平加载
• 4.6 量测方案
• 4.6.1 量测仪器
• 4.6.2 量测内容与测点布置
• 4.7 试验过程与现象
• 4.7.1 试验过程
• 4.7.2 试验现象
• 4.9 本章小结
• 第五章 木结构抗侧加固试验结果分析
• 5.1 P-△滞回曲线及其特性
• 5.2 P-△骨架曲线及其特征分析
• 5.3 抗侧承载力与延性分析
• 5.4 抗侧刚度及其退化规律
• 5.5 强度退化特性
• 5.6 耗能分析
• 5.6.1 滞回耗能量值
• 5.6.2 耗能能力
• 5.7 加固费用分析
• 5.7.1 静态费用
• 5.7.2 动态费用
• 5.8 设计建议
• 5.9 本章小结
• 第六章 结论与展望
• 6.1 主要结论
• 6.1.1 木构架节点抗震加固试验研究
• 6.1.2 木结构抗侧加固试验研究
• 6.2 展望
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间取得的研究成果
• 致谢