传统穿斗结构的计算研究与有限元分析

摘要

中国木结构建筑在世界建筑中独树一帜，我国古建筑中木结构的形式主要有抬梁式、穿斗式和井干式三种形式。我国当代的学者对抬梁式木结构的研究居多，对穿斗式木结构的研究相对较少，对其的衍生类型和抬梁式木结构之间的区分不够明确，尤其是对穿斗木结构的各个构件的计算和抗震性能的的研究寥寥无几，并无成型的计算方法和模式。同时我国的许多古木结构建筑在人为和自然的作用下损坏严重，在这样的情况下以民居为主的穿斗结构的安全性无从保证，使穿斗结构的古建筑的加固维修受阻。
　　本文通过总结现有穿斗结构的研究，对穿斗结构的分类和衍生类型给出了定义。通过对以往地震中穿斗结构的破坏，总结和梳理了穿斗结构的主要震害类型。结合成都市文物保护建筑刘树成故居这个砖木的混合结构，分析了穿斗结构的荷载传递过程，对穿斗结构的椽条和檩条以及穿枋等构件的计算建立了一套计算办法，对穿斗结构的屋盖系统分别按单向板弹性理论和双向板塑性理论进行计算，并给出檩条椽条的设计依据。
　　最后文章利用有限元软件ANSYS对比分析穿斗结构在有围护结构和无围护结构的两种情况下的静力分析知道在自重作用下有围护结构的各向位移均小于无围护结构的穿斗结构。通过地震响应分析知道有围护结构的穿斗结构房屋的纵向基本周期约为0.3371s，房屋的扭转基本周期约为0.3305s，结构的纵向基本周期和扭转基本周期基本一致，在地震作用下，结构可能会出现对结构不利的扭转耦联的振动形式，相比无围护结构而言，有围护结构由于抗侧移能力的加强，其抗震性能要更好一些。同时根据各节点的地震位移时程曲线图知道穿斗结构在小震和中震下具有良好的耗能机理，在大震作用下其理想的耗能机理不是那么明显。

目录

声明

第一章 绪论

1.1研究背景

1.2研究现状

1.3 研究技术路线及创新点

1.4研究的目的和意义

1.5研究的主要内容

第二章 穿斗结构的主要形式和主要震害

2.1 传统木结构的分类

2.2 穿斗结构的分类和衍生类型

2.3 穿斗结构的基本构件

2.4 穿斗结构的主要震害

2.5本章小结

第三章传统穿斗结构的计算研究

3.1传统穿斗结构屋盖的计算研究

3.2传统穿斗结构木构架的构件计算研究

3.3文物刘树成故居的概况和建筑平面图

3.4以文物刘树成故居为例对穿斗结构各个构件的计算

3.5本章小结

第四章穿斗结构的有限元分析

4.1 有限元软件介绍

4.2有限元模型的建立

4.3有限元分析

4.4本章小结

第五章 结论与展望

5.1结论

5.2展望

参考文献

攻读硕士学位期间发表论文及科研成果

致谢