西南地区民居穿斗式木结构建筑抗地震连续倒塌机理与设计方法研究

Because the materials of chuandou-type timber building is environmentally friendly and easy to be obtained locally, and the structure is light and flexible. It has strong adaptability to terrain, and is suitable for mountain construction. There are many applications in the southern region of China, especially in the southwest China.. This topic proposed by ChuanDou-type single cross frame pseudo static test, the vertical bearing capacity test and full scale model of timberwork building shaking table test combined with finite element - mixed discrete element simulation analysis, to obtain scientific and effective data, study progressive collapse mechanism of ChuanDou-type timberwork seismic resistance and establish assessment method of ChuanDou-type timberwork building seismic progressive collapse resistance. This topic research will make up for the deficiency of traditional ChuanDou-type timber structures progressive collapse resistance ,improve structure theory of the design and construction and promote the development of technical specification. In order to finally form a complete design theory system of Chinese traditional wooden structure to do our bit.

穿斗式木结构建筑由于其材料环保且易于就地取材，其木构架轻便灵活，对地形、地势的适应性强，适宜山地建造，在南方地区特别是西南地区民居仍有广泛应用。. 本课题拟通过对穿斗式单榀构架拟静力试验、竖向承载力试验以及穿斗式木结构建筑振动台足尺模型试验，结合有限元-离散元混合方法模拟分析，获取科学有效的数据，研究分析穿斗式木结构建筑抗地震连续倒塌机理，建立穿斗式木结构建筑抗地震连续倒塌评估方法。本课题的研究将弥补传统穿斗式木结构建筑在抗连续倒塌方面的不足，完善传统木结构建筑结构设计建造理论并推动技术规范发展，为最终形成完整的中国传统木结构建筑结构设计理论体系增砖添瓦。

穿斗式木结构建筑抗震性能及抗倒塌能力直接影响着房屋安全性能。项目开展了充分的实地调研、测绘工作及查阅国内外相关文献，吸取国内外试验和数值计算的先进经验，以云南剑川地区典型穿斗木结构建筑为原型，提取其典型节点、基本受力单元木构架，制定穿斗木结构单榀构架试验方案，开展传统穿斗式木结构两层单榀构架平面内、平面外抗侧受力机制及抗地震倒塌机理试验研究，解明节点区破坏形态、构架侧向力-荷载滞回特性、骨架曲线、刚度退化、粘滞阻尼耗能变形、延性、P-Δ效应与构架侧向层间位移，柱子卯口大小与构架侧向刚度之间的规律以及以上因素对构架刚度退化的影响机制，并揭示了木构架倒塌破坏路径以及穿枋对于结构抗倒塌的能力的积极作用；运用计算机数值模拟对传统穿斗式木结构两层单榀构架试验模型进行数值模拟分析，补充完善试验结果，对照试验与数值模拟数据进行理论分析；设计足尺两层西南民居传统穿斗木结构建筑结构模型，制定详细的振动台试验方案，开展两层西南民居传统穿斗木结构建筑结构模型振动台试验，研究分析建筑结构倒塌机理与结构体系之间关系，以及整体结构承载力储备能力，研究表明试验模型具有很好的变形能力及抗地震倒塌能力。对试验及数值模拟数据进行理论分析，构建基于传统穿斗木结构建筑抗倒塌理论设计模型及计算公式。对既有典型传统穿斗式木结构抗倒塌能力进行分析评价，针对“地震安全”工程需要，提出了一种榫卯节点阻尼器技术增强改善穿斗式木结构建筑抗震能力及抗倒塌能力，在云南“农危改”项目中进行了推广实践，并经历大理漾濞地震的检验，取得良好的效果。完成了一种新型墙板体系新型民居的振动台试验研究，该结构体系是一种适宜西南富产竹材农村地区的新型木骨架竹片覆面墙板结构体系，为乡村振兴背景下农村新型民居推广应用提供一种新的思路和途径。研究对构建中国传统木结构建筑理论体系，传承、发展传统木结构建筑智慧以及完善传统木结构建筑的基础科学问题研究具有重要的理论和实际意义。