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在我国广大农村地区,木及砖木结构建筑分布广泛;尤其是在西南及西北地震烈度较高的地区,还有大量的抗震性能较差的木构架承重建筑。由于这些偏远农村经济相对落后,财力人力不足,再加上村民普遍缺乏防震减灾的意识,导致这些木结构建筑没有进行正轨的抗震设计及施工,而且很多木结构民居使用时间超限,在汶川地震及雅安地震中就要大量的陈旧木结构民居倒塌,严重危机人民的生命财产安全,而且这些建筑无法完全拆迁。故必须对其进行抗震加固,而对其抗震性能及震损加固的研究是迫切的,也有着重要意义。本文结合国家科技支撑计划重点项目课题“震损建筑的抗震鉴定加固关键技术研究(2009BAJ28B02)”,并在国内外研究的基础上,针对榫卯节点木构架的抗震性能及弧形耗能器加固后的抗震性能展开了试验研究和理论分析。 本研究主要内容包括:⑴对我国木结构建筑进行了详细的调研,归纳了我国木结构建筑的主要结构形式,总结了木结构常见的震害形式及原因。震害调查发现榫卯节点在地震中极易损坏,且往往造成房屋严重破坏甚至倒塌。⑵进行了榫卯节点木构架的抗震性能试验研究。通过低周反复荷载试验,对五个参数化设计的缩比榫卯节点木构架进行了抗震性能试验。分析了不同尺寸木构架试件的破坏模式、滞回曲线、骨架曲线、耗能能力等各项抗震性能,并得出抗震性能与木构架尺寸相关联的结论。⑶开展了参数化弧形耗能器加固榫卯节点木构架抗震性能试验研究。对震损后的榫卯节点木构架试件用不同厚度、半径的弧形耗能器进行加固,并研究其加固后的抗震性能,对比加固前后试件的抗震性能指标,确定相同尺寸弧形耗能器对不同尺寸木构架的加固效果,不同尺寸弧形耗能器对相同尺寸木构架的加固效果。⑷利用ABAQUS软件对加固前后榫卯节点木构架的抗震性能进行有限元模拟,对其在低周反复荷载作用下的受力作更进一步的分析研究,同时对弧形耗能器进行参数化分析,为加固设计提供理论基础。⑸对参数化弧形耗能器进行低周反复荷载试验,并与有限元计算结果进行对比,在此基础上,对不同尺寸弧形耗能器的双折线骨架模型进行数值拟合;根据建筑抗震三水准设计,制定出弧形耗能器加固木构架的设计准则。