单层楼阁式木架动力与耗能性能试验研究

摘要

中国传统楼阁式木构由柱基层、柱架层、铺作层和屋架层组成，地震作用下各结构层间出现的非线性响应表明了楼阁式木构是一个高度非线性的结构体系，其中蕴含了丰富的减隔震机理，而整体楼阁式木架的抗震机理复杂且各结构层协调工作机制、动力及耗能性能尚未被完全揭示。为了探究楼阁式木架的动力及耗能性能，对1/16缩尺的观音阁单层木架简化模型进行振动台试验。将3条地震波缩尺并输入调整后地震动峰值加速度（PGA），分析木架在单向地震激励下的动力响应。结果表明：当输入地震动加速度较小时，3条地震波作用下木架响应都较小；当输入地震动加速度较大时，3条地震波作用下木架均会出现柱摇摆、柱脚滑移和柱脚提离等结构响应；木架层间位移角主要由柱架层提供，且随着PGA增大，铺作层层间位移占比减小，柱架层层间位移占比增大。基于试件位移响应和加速度响应，分析木架表现出的滞回特性，结果表明，在柱摇摆前滞回曲线呈现较大初始刚度，在柱摇摆后滞回曲线呈现2阶刚度，在柱脚提离后滞回曲线呈现负刚度。对不同地震激励下的木架累积耗能及耗能占比进行分析，结果表明：随PGA增大，柱脚摩擦滑移耗能占比越大；且PGA越大，柱架层摇摆耗能占比越大，铺作层耗能占比越小。

关键词

楼阁式木架 / 振动台试验 / 柱脚提离 / 滞回曲线 / 累积耗能

基金资助

国家自然科学基金项目（52178499;51978529;52278525）