古建筑木结构榫卯节点分析
古建榫卯种类及其结构图解
古建榫卯种类及其结构图解内容导读榫卯是中国古建筑、家具及其它器械的主要结构方式，是在两个构件上采用凹凸部位相结合的一种连接方式。
凸出部分叫榫（或叫榫头）；凹进部分叫卯（或叫榫眼、榫槽）。
现根据榫卯的功能，将其划分为六类，为了让大家能直观了解榫卯，我们专门做了三维榫卯的模型，接下来将分别对各类榫卯做一大略的介绍一、固定垂直构件的榫卯古建大木中的垂直构件主要是柱子。
柱子可分为落地柱和悬空柱两类。
落地柱即柱脚直接落到柱顶石的柱子，如檐柱。
金柱、中柱、山柱都属此类。
悬空柱即指落脚在梁架上或被其他构件悬空挑起、捧起的柱子，如童柱、瓜柱、雷公柱等，都是悬空柱。
这些垂直构件，不管处在什么位置，都需要榫卯来固定它的位置，于是就产生了用于柱上的各种榫卯。
1.管脚榫顾名思义，管脚榫即固定柱脚的榫，用于各种落地柱的根部，童柱与梁架或墩斗相交处也用管脚榫。
它的作用是防止柱脚位移。
在清《工程做法则例》中，规定"每柱径一尺，外加上下榫各长三寸"，将管脚榫的长度定为柱径的3/10。
在实际施工中，常根据柱径大小适当调整管脚榫的长短径寸，一般控制在柱径的3/10~2/10之间。
管脚榫截面或或圆，榫的端部适当收溜(即头部略小)，榫的外端要倒楞，以便安装。
较大规模的建筑，由于柱径粗大，且有槛墙围护，稳定性好，并为制作安装方便，常常不作管脚榫，柱根部做成平面，柱顶石亦不凿海眼。
2.套顶榫套顶榫是管脚榫的一种特殊形式，它是一种长短、径寸都远远超过管脚榫，并穿透柱顶石直接落脚于磉墩（基础）的长榫，其长短一般为柱子露明部分的1/3~1/5，榫径约为柱径的1/2~4/5不等，需酌情而定。
套顶榫多用于长廊的柱子（一般每隔二三根用一根套顶柱），也常用于地势高、受风荷较大的建筑物，它的作用在于加强建筑物的稳定性。
但由于套顶榫深埋地下，易于腐朽，所以，埋入地下部分应做防腐处理。
3.瓜柱柱脚半榫与梁架垂直相交的瓜柱（包括金、脊瓜柱、交金瓜柱等），柱脚亦用管脚榫。
中国古建筑木结构榫卯节点加固的试验研究
中国古建筑木结构的主要特点之一就是柱和额柄组成的构架以及其他构件之间采用样卯连接。
这种连接方式使得各节点刚柔并济，具有一定的抗弯能力及良好的耗能能力。
但是这种连接方式在水平地震作用下会使木结构出现局部拔桦、节点松脱现象，使得整体或局部构架歪闪倾斜。
因此对古建筑木结构梯卯节点及加固的研究具有极其重要的意义。
这两篇（《中国古建筑木结构样卯节点加固的试验研究》、《碳纤维布及扁钢加固古建筑桦卯节点抗震性能试验研究》）主要探究了燕尾禅在未加固、用碳纤维布加固、用扁钢加固三种情况下构架的破坏特征、滞回曲线、骨架曲线、强度和刚度退化规律、变形及耗能等性能，现总结如下：（1）滞回曲线：滞回曲线形状是构架抗震性能的一个综合表现，滞回环面积越大，表明构架消耗地震能量的能力越强，抗震性能越好。
所有构架的荷载-位移滞回曲线都具有明显的“捏缩”这说明样卯之间在受力的过程中发生了较大的滑移，且滑移量随位移幅值的增加而增大。
这是由于桦卯在受力过程中产生了塑性变形，循环加载过程中桦卯之间留有空隙，要经过一段滑移后才能重新挤压受力）。
扁钢加固的钢架其滞回曲线比未加固构架更为饱满（一方面扁钢自身具有刚度，另一方面扁钢在梯卯未挤压时受到拉力后也能限制样卯的转动）。
CFRP布加固的构架其滞回曲线的饱满度介于未加固构架和扁钢加固构架之间（CF即布在梯卯未挤压时也能限制样卯的转动，但是CFRP布本身不具有）（这个可能是刚度比较小吧，我也不太确定，文献中是这样说的）。
（2）骨架曲线：骨架曲线能够反映构架的极限承载力和变形能力。
从本次试验的结果可以看出：扁钢加固构架的强度和刚度得到了明显的提富，碳纤维布加固构架的强度和刚度也比未加固构架的要大，特别是在水平位移较大时提高幅度更大。
（3）刚度退化：各构架的刚度随着位移的增加而逐步减小，但减小的幅度不是很大，扁钢加固构架刚度较大（扁钢自身具有一定的刚度），未加固构架较小，CFRP布加固的构架居中。
榫卯结构分析报告
榫卯结构分析报告1. 引言榫卯结构是一种传统的连接方式，常见于木制家具和建筑结构中。
本报告旨在对榫卯结构进行分析，探讨其优缺点以及适用范围。
我们将从材料选择、结构设计和连接性能等方面对榫卯结构进行详细讨论。
2. 材料选择榫卯结构通常使用木材作为连接材料，具有以下特点： - 强度高：木材具有较高的强度和刚度，能够承受一定的载荷。
- 耐久性好：经过适当的处理和保养，木材可以长时间使用而不容易腐烂和变形。
- 易加工：木材易于切削、铣削和雕刻，可以实现复杂的榫卯连接。
3. 结构设计榫卯结构的设计需要考虑以下几个方面：3.1 榫头设计榫头是榫卯结构中的凸出部分，主要承担荷载的传递和固定的作用。
榫头的设计需要满足以下要求： - 合适的尺寸：榫头的尺寸应与榫孔相适应，既要保证连接紧密，又要容易安装和拆卸。
- 良好的刚度：榫头应具有足够的刚度，能够承受荷载并保持连接稳定。
3.2 榫孔设计榫孔是榫卯结构中的凹陷部分，用于容纳榫头。
榫孔的设计需要注意以下几点：- 合适的尺寸：榫孔的尺寸应与榫头相匹配，确保连接稳定。
- 适当的倾斜角度：榫孔通常需要在连接面上倾斜以增加摩擦力和稳定性。
- 充分的深度：榫孔的深度应足够，使榫头能够充分插入并提供良好的联接。
3.3 结构稳定性榫卯结构的稳定性取决于连接部件的形状和尺寸。
一般来说，榫头和榫孔的形状应选择合适的斜率和倾斜角度，以提供稳定的连接。
4. 连接性能榫卯结构的连接性能直接影响结构的强度和稳定性。
以下是榫卯结构的一些优点和缺点：4.1 优点•强度高：榫卯连接可以提供较高的强度和刚度，适用于承受大荷载的结构。
•稳定性好：榫卯连接可以提供较稳定的结构，不容易松动或移位。
•维护方便：榫卯连接便于拆卸和更换连接部件，方便修理和维护。
4.2 缺点•加工要求高：榫卯结构需要较高的加工精度，特别是榫孔的加工需要控制好尺寸和角度。
•限制较大：榫卯连接对材料和结构形状有一定的限制，不适用于某些特殊情况。
古建筑木结构直榫节点力学模型的研究
第32卷第2期 V ol.32 No.2 工 程 力 学 2015年 2 月 Feb. 2015 ENGINEERING MECHANICS82———————————————收稿日期：2013-08-07；修改日期：2014-05-16基金项目：城市与建筑遗产保护教育部重点实验室开放课题项目(KLUAHC 1008)；中国工程院咨询研究项目(2010-ZD-4)通讯作者：潘 毅(1977―)，男，重庆人，副教授，博士，博导，主要从事建筑结构抗震与振动控制、工程结构鉴定与加固的研究(E-mail: panyi@).作者简介：王 超(1986―)，男，河北人，工程师，硕士，主要从事建筑结构抗震的研究与设计(E-mail: wangchao0301@)；唐丽娜(1989―)，女，四川人，硕士生，主要从事建筑结构的抗震性能研究(E-mail: tanglina@my. )；李玲娇(1988―)，女，四川人，硕士生，主要从事建筑结构的抗震性能研究(E-mail: 916188624@).文章编号：1000-4750(2015)02-0082-08古建筑木结构直榫节点力学模型的研究潘 毅1,2，王 超1,3，唐丽娜1，李玲娇1(1. 西南交通大学土木工程学院，四川，成都 610031；2. 西南交通大学交通隧道工程教育部重点实验室，四川，成都 610031；3. 中国建筑科学研究院，北京 100013)摘 要：以中国西南地区穿斗式古建筑木结构中常见的直榫节点为研究对象，对其在低周往复荷载作用下的受力机理进行了详细分析，建立了考虑节点拔榫量影响的M-θ力学模型和相应的实现算法，并给出了简化计算公式，最后采用试验数据对该力学模型进行了验证。
结果表明，直榫节点的M-θ力学模型的计算结果与试验曲线吻合良好，可为中国古建筑木结构的抗震性能及加固的研究提供理论基础。
关键词：古建筑木结构；受力机理；榫卯连接；直榫；M-θ力学模型中图分类号：TU366.5 文献标志码：A doi: 10.6052/j.issn.1000-4750.2013.08.0728STUDY ON MECHANICAL MODEL OF STRAIGHT-TENON JOINTS INANCIENT TIMBER STRUCTURESPAN Yi 1,2 , WANG Chao 1,3 , TANG Li-na 1 , LI Ling-jiao 1(1. Department of Civil Engineering, Southwest Jiaotong University, Chengdu, Sichuan 610031, China;2. Key Laboratory of Transportation Tunnel Engineering, Ministry of Education, Southwest Jiaotong University, Chengdu, Sichuan 610031, China;3. China Academy of Building Research, Beijing 100013, China)Abstract: S traight-tenon joints in ancient timber structures in southwestern China using column and tie construction are studied. Their mechanical behavior under low-cycle reversed loading is analyzed in detail, and an M-θ mechanical model considering the effect of pull-tenon capacity of joints is proposed. Experimental data are employed to validate the new mechanical model, and it demonstrates that results from the proposed model are in good agreement with those from experiments. Hence, the proposed mechanical model will definitely play a role in theoretical analyses of the seismic performance and reinforcement of Chinese ancient timber structures. Key words: ancient timber structure; mechanical behavior; mortise-tenon joint; straight tenon; M-θ mechanicalmodal木结构是人类建筑史上应用时间最久的建筑结构之一，已有上千年的历史。
榫卯结构在木构建筑中的传承与发展
参考内容
一、背景介绍
传统木构建筑作为一种独特的建筑形式，具有悠久的历史和丰富的文化内涵。 榫卯连接作为传统木构建筑的重要特征之一，其静力性能直接关系到建筑的结构 安全和使用寿命。因此，对传统木构建筑榫卯连接静力性能进行研究具有重要意 义。
二、传统木构建筑榫卯连接静力 性能测试
为了深入了解传统木构建筑榫卯连接的静力性能，可以采用实验测试的方法。 首先，收集不同类型、规格和材质的木材，制作成榫卯连接试件。然后，利用万 能试验机对试件进行拉伸、压缩和剪切等力学试验，记录各个试件的破坏荷载、 弹性模量等数据。通过对比分析，可以得出榫卯连接的静力性能指标。
榫卯结构的基本定义和构造
榫卯是一种用于连接木材的独特结构，它的巧妙设计和精细制作能够实现结 构的牢固和持久。榫是一种突出于木材表面的凸状物，而卯则是一种与榫相配合 的凹状物。通过不同的榫卯组合，可以实现木材之间的牢固连接。
榫卯结构的种类繁多，包括格肩榫、棕角榫、龙凤榫、楔子榫等。每种榫卯 都有其特定的用途和特点，如格肩榫用于梁和柱之间的连接，棕角榫用于多根木 条的拼接等。
要想更好地阐述现代木构建筑形式的建构特点，让我们来看一个实际案例。 位于日本的一座现代木构建筑——京都车站，是现代木构建筑的代表作之一。这 座建筑以简约的线条、自然的材质和温馨的色调吸引了无数游客的目光。在建构 上，它采用轻巧的木梁和木柱组成了框架结构，并利用现代化的连接方式实现了 高效、牢固的承重体系。京都车站还采用了现代化的防腐、防火等措施，确保了 其使用寿命和安全性。
榫卯结构对古代建筑的影响主要体现在以下几个方面：
1、提高结构稳定性：榫卯结构的牢固连接使得木材之间能够形成稳定的整 体，从而提高建筑的结构稳定性。
2、延长建筑寿命：由于榫卯结构的连接牢固，使得木材之间的连接不易松 动和损坏，从而延长了建筑的寿命。
榫卯结构分析完全版
二 按榫卯功能，分为六类，
一、固定垂直构件的榫卯 古建大木中的垂直构件主要是柱．柱子可分为落地柱和悬空柱两类．落地 柱即柱脚直接落在柱顶石上的柱子，如:金柱、中柱、山柱都属此类．悬 空柱即指落脚在梁架上或被其它构件悬空挑起、摔起的柱子．如童柱、瓜 柱、雷公柱等，都是悬空柱．这些垂直构件，不管处于在什么部位，都需 要用榫卯来固定它的位置，于是就产生了用于柱上的各种榫卯．
三 水平构件互交部位常用的榫卯 水平构件互交，在古建大木中，常见于扶脊木与扶脊木、平板 枋与平板枋之间的顺接延续或十字搭交．
榫卯结构分析完全版
(一)大头榫
亦即燕尾榫．做法与枋子上的燕尾榫基本相同，榫头作”乍”，且略作” 溜”，以便安装．也有不作”溜榫卯”结的构．分析大完头全榫版采用上起下落方法安装，它常
四、水平或倾斜构件重叠稳固所用的榫卯 古建大木的上架(即柱头以上)构件，都是一层层叠起来的．这
就不仅需要解决每层之中构件与构件的结合问题，而且需要解决上 下两层构件之间的结合问题，这样才能使多层构件组成一个完整的 结构体． 水平(或倾斜)构件迭交有两种情况、一种是两层或两 层以上构件叠合，再就是两层或两层以上构件垂直(交角成９０度) 或按一定角度半叠交．
(二)穿销 穿穿销销与常栽 用销于的溜方金法斗类拱似后，尾不各同层榫这构卯处件结构是的分，锁析栽合完全销．版法销子不穿透构件；
五、用于水平或倾斜构件叠交或半叠交的榫卯 水平或倾斜构件重叠稳固，需要用销子；而当构件按一定角度(９ ０度或其它需要的角度)叠交或半叠交时，则需要采用桁碗刻或压 掌等榫卯来稳固．
2 是作为“点”的结构方法。主要用于作横竖材丁字 结合，成角结合，交叉结合，以及直材和弧形材的伸 延接合,如“格肩榫”、“双榫”、“双夹榫”、“勾 挂榫”、“锲钉榫”、“榫半卯榫结构”分、析完“全通版榫”等等。
木结构古建筑榫卯节点力学模型与抗震加固研究
标题：古建筑榫卯节点力学模型与抗震加固研究1. 引言古建筑是我们宝贵的文化遗产，其中的木结构建筑以其独特的工艺和建筑风格，承载着丰富的历史和文化内涵。
然而，由于受到自然灾害和人为破坏的影响，许多古建筑面临着不同程度的损坏和衰退。
如何有效地保护和抗震加固古建筑，成为了当前的研究热点之一。
本文将从木结构古建筑榫卯节点力学模型和抗震加固方面展开全面的讨论和分析。
2. 木结构古建筑榫卯节点力学模型2.1. 榫卯节点的构造和特点古建筑中的榫卯节点是指通过榫头和卯榫相互咬合，形成稳固的连接点。
这种传统的木结构连接方式具有独特的机械原理和结构特点，经过千百年来的实践检验，展现出了较强的稳定性和承载能力。
在力学模型方面，榫卯节点的设计原理和受力特点是理解木结构古建筑整体稳定性和强度的关键。
2.2. 古建筑榫卯节点的力学模型传统木结构古建筑中的榫卯连接方式呈现出了复杂的力学特性，包括受力分布、应力传递和变形规律等方面的问题。
通过建立榫卯节点的力学模型，我们可以深入理解榫卯连接在外力作用下的响应机制，为后续的抗震加固研究提供理论支撑。
3. 木结构古建筑抗震加固研究3.1. 古建筑抗震加固的必要性由于古建筑的特殊文化价值和结构特点，一旦发生地震等自然灾害，其抗震能力往往十分有限，易受损或倒塌。
进行古建筑的抗震加固研究对于保护这些珍贵的文化遗产至关重要。
3.2. 抗震加固技术的应用与研究针对木结构古建筑的抗震加固技术，现有研究主要集中在结构加固、榫卯节点加固和材料应用等方面。
其中，如何有效地应用榫卯节点的力学特性和设计原理，结合新型材料和加固技术，成为了当前研究的焦点之一。
通过实验和理论模拟，可以验证加固方案的有效性，并为实际工程提供可行方案。
4. 个人观点与总结古建筑榫卯节点力学模型和抗震加固研究是一项具有重要实践意义和深远文化价值的课题。
通过全面的力学模型和抗震加固技术研究，可以有效地保护和传承木结构古建筑的独特魅力和历史内涵。
中国传统木结构榫卯的建构研究
中国传统木结构榫卯的建构研究中国传统的木结构建筑以其独特的风格和精湛的技艺闻名于世。
其中，榫卯结构作为木结构建筑的重要组成部分，不仅体现了古代建筑师的智慧和匠心，也为中国传统建筑文化增添了丰富的内涵。
本文将深入探讨中国传统木结构榫卯的建构研究，以期为相关领域的学者和爱好者提供有益的参考。
榫卯是一种用于连接和固定木结构建筑的独特结构形式。
它通过在木材上加工出特定的凹凸部分，使得两根木材能够精确地咬合在一起，从而达到稳定和承重的效果。
榫卯结构以其耐久性、稳定性和抗震性而备受赞誉，是中国传统木结构建筑的一大特色。
根据不同的建构目的和结构特点，榫卯可分为多种类型。
常见的榫卯结构包括直榫、燕尾榫、弧形榫、格肩榫等。
每种榫卯都有其特定的用途和特点，如直榫适用于简单的连接，燕尾榫则具有较好的抗震性能等。
传统木结构榫卯的建构流程包括选材、加工和组装三个主要步骤。
选择合适的木材，确保其质量和纹理符合要求；通过斧、锯、刨等工具将木材加工成所需的形状和尺寸；进行组装，将各个部分按照设计要求组合在一起，完成榫卯结构的制作。
在传统木结构榫卯建构过程中，有一些技巧和注意事项。
选材方面应选择干燥程度合适、无裂缝、无节疤的优质木材；在加工过程中，要注意保持木材的精度和一致性，以确保榫卯的配合紧密；在组装过程中，应遵循设计图纸，正确安装各个部分，确保结构稳固。
同时，对于不同类型的榫卯，要采取相应的施工方法，充分考虑其特点和用途。
例如，在制作燕尾榫时，要特别注意其角度和尺寸的准确性，以确保其具有良好的抗震性能。
中国传统木结构榫卯作为古代建筑师们的智慧结晶，不仅在建筑美学上有着卓越的表现，更在工程实用上有着不可替代的作用。
通过对榫卯结构的深入研究和探讨，我们可以更好地了解和传承这份宝贵的文化遗产。
随着现代科技的发展和应用，我们可以结合传统工艺和现代技术，进一步发展和创新榫卯结构，为保护和传承中国传统文化，以及推动现代木结构建筑的发展做出贡献。
榫卯结构解析详细
榫卯结构解析详细1. 榫卯结构简介榫卯结构是一种古老而普遍应用的传统建筑结构。
通过将榫卯部件相互嵌合，使建筑结构更牢固稳定。
榫卯结构具有简单、经济、环保等优点，广泛应用于木结构建筑、家具制作等领域。
2. 榫卯结构的基本原理榫卯结构基于以下基本原理： - 榫部件：榫是指材料较硬、形状符合卯的凸起零件，如榫眼、榫舌等； - 卯部件：卯是指材料较软、形状符合榫的凹陷零件，如卯眼、卯舌等； - 嵌合方式：榫与卯通过嵌入或嵌入式连接，形成稳定的结构连接方式。
3. 榫卯结构的分类根据不同的应用场景和结构特点，榫卯结构可分为以下几类：3.1 简单榫卯结构简单榫卯结构是最基本的榫卯连接方式，仅通过简单的嵌合方式连接榫与卯。
这种结构简单、方便，但连接的稳定性相对较差，对结构的承载能力要求较低。
3.2 复杂榫卯结构复杂榫卯结构通过增加榫眼、卯舌等连接形式，使榫卯结构更为复杂且稳定。
这种结构适用于对承载能力要求较高的场景，如大型木结构建筑。
3.3 混合榫卯结构混合榫卯结构将其他结构连接方式与榫卯结构相结合，以增加连接的灵活性和可靠性。
这种结构常用于一些特殊情况，如木制家具等。
4. 榫卯结构的优点和局限性榫卯结构具有以下优点： - 简单经济：榫卯结构不需要大量的辅助材料和工具，结构制作相对简单，成本较低。
- 稳定性好：榫卯结构通过榫卯的嵌合方式连接，具有较高的稳定性和承载能力。
- 环保可持续：榫卯结构一般采用木材作为材料，具有环保可持续的特点。
然而，榫卯结构也存在一些局限性： - 制作难度较大：榫卯结构需要精确的测量和加工，制作过程相对复杂，对工匠技术要求较高。
- 不适用于大跨度结构：由于榫卯结构的连接方式限制，不适用于大跨度结构的制作。
5. 榫卯结构的应用示例榫卯结构在建筑、家具等领域有着广泛的应用，以下为几个典型的应用示例：5.1 古建筑中的榫卯结构中国传统建筑中广泛使用榫卯结构，如古代的宫殿、寺庙等。
这些建筑通过榫卯结构连接木材，构建出稳定的建筑体系。
中国古代建筑结构——榫卯结构
榫卯结构的价值
■ 一、榫卯结构历史悠久。研究发现，早在7000多年前的河姆渡新石 器时代，我们的祖先就已经开始使用榫卯了，榫卯结构作为中华民 族独特的工艺创造，有着悠久的历史。中式家具之所以被称为传统 家具，榫卯结构就是核心。
■ 二、榫卯结构组合的家具比用铁钉链接的家具更加结实耐用。第一， 榫卯结构是榫和卯的结合，是木件之间多与少、高与低、长与短之 间的巧妙组合，这种组合可有效限制木件之间各个方向的扭动，而 铁钉连接就做不到
中国家具把各个部件连接起来的“榫卯”做法，是家具造型的主要结 构方式。各种榫卯做法不同，应用范围不同，但它们在每件家具上都 具有形体构造的“关节”作用。 若榫卯使用得当，两块木结构之间就能严密扣合，达到“天衣无缝” 的程度。它是古代木匠必须具备的基本技能，工匠手艺的高低，通过 榫卯的结构就能清楚的反映出
■ 五、榫卯品质高。红木木质坚硬，而铁钉是靠挤和钻楔进去的，此 过程易造成木材劈裂。而使用榫卯连接家具，可大大提升家具的内 在品质，这也是传统工艺制作的红木家具具有收藏价值的一个原因
榫卯结构赏析
有趣的榫卯结构
榫卯做的笔架
Байду номын сангаас
榫卯做的手机支架 榫卯做的小动物
榫卯结构
目 录
一、榫卯的含义 二、榫卯结构的价值 三、榫卯结构赏析
榫卯（sǔn mǎo），是一种中国传统建筑、家具及其它器械的主要结 构方式，是在两个构件上采用凹凸部位相结合的一种连接方式。凸 出部分叫榫（或叫榫头）；凹进部分叫卯（或叫榫眼、榫槽）
中国的木建筑构架一般包括柱、梁、枋（ fāng ）、垫板、桁檩 （héng lǐn ） 、斗拱、椽子（chuán zǐ）、望板等基本构件。这 些构件相互独立，需要用一定的方式连结起来才能组成房屋。在中 国建筑中，原则上采取榫卯连接的方式，必要时也会用铁钉。
中国古代木结构榫卯静力分析
二Ｍ 二 ）
Ｚ１
．
— —
钆
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∞
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刚性 。
ａ 截面 ）
ｂ 截面应变图 ）
ｃ 截面应力图 ）
１ 在木 构 架平面 内的榫 头破坏
１榫 根 部 折 断 ， 生折 榫 破 坏 。 ） 发 折 榫 破 坏 示 意 图见 图 １ 。
ｒ ｈ／ ２
＝
图 ２ 拔 榫 破 坏 示 意 图
关键词 ： 结构模 型试 验， 结构性 能， 有效性， 限性 局
中图 分 类 号 ： Ｕ３ ７ １ Ｔ １． 文献标识码 ： Ａ
１ 结构模 型 的定义
结构模 型（ 即缩尺模 型 ） 在结 构工 程 的研 究和设 计 中总是 起
着 突 出 的作 用 。
是仍然不 能以分 析方式来 预计破坏能力 ， 譬如 三维钢筋混凝 土构 件 的组合结构 即为一 例。 选择 缩尺结 构进行 试验 ， 主要 是考虑 到两点 ： ） 验进行 的 １试
一
（ ５ ）
（） ６
图４
１
Ｏ ＝Ｍ Ｌ， 一Ｙ ／ ≤ ＂ Ｌ ／ （ ｌ２ ≤ ｌ２ ／）
Ｌ＝｝
一
Ｚｄ ＝ｈ３１ ２Ａ ｚ／２
１／Ｚ
（） ８
当 Ｅ ＝ｅｙ ｘ ， 头变 截 面处 破 坏 ： Ｌ Ｌｒ 时 榫 ｙ ｍ
Ｍ ＝ ｈ Ｅ ｅｙ ＬＬ￣ （） ７
中 图分 类 号 ： Ｕ３ １ １ Ｔ １ ． 文献标识码 ： Ａ
古建筑木结构 采用榫 卯连接 ， 为半刚性 连接 ， 虽然榫 卯形式 存在应力集中现象 ； 由圣遗 南原
见 ） ＇ ｙ 多种多样 ， 受力情况不 同 ， 总体上从 力学性 能考 虑主要 分为直 围 内 （ 图 ３ 。 当 Ａ—Ａ上 的 Ｏ ＝ 但 榫（ 透榫 、 半榫） 和燕尾榫［ 。在水平力作用下则柱子荷载 （ 内力） 处 于撕 裂 临 界状 态 。
营造技艺丨传统木结构建筑角梁榫卯图文解析
营造技艺丨传统木结构建筑角梁榫卯图文解析本文导读当木结构建筑中各种横向、竖向构件相互搭接时，需要用一种方法来让这个搭接点连接牢固，使整个木构架成为一体。
于是，聪明的人类在生活实践当中就想出了利用木材材质的特性及易加工的特点，在一个构件上凿出一个榫眼，又按卯眼的尺寸在另一个构件上做出榫头来，当榫头入位卯眼后，榫头的锚固（卡口）等方法；加之继而出现的燕尾、箍头、银锭等各式榫卯的进化，使同方向的构件任意加长，不同方向的构件任意组合，这样，就能把一个比较完整且相对牢固的木构房屋建造出来，这就是榫卯的形成原理。
在中国传统建筑“木作”中，最难的属于角梁中的榫卯连接了，本篇我们介绍角梁榫卯中的划线方法及关键要点。
角梁各部位榫卯名称注：角梁桁（檩）椀用于老角梁与挑檐（正心、金）桁（檩）相交部位。
不带斗栱建筑角梁带斗栱建筑角梁注：通过比较，分析带斗栱和不带斗栱角梁的区别角梁榫卯：老、仔角梁通檩椀平、立面位置的定位（一）a、b点位的平、立面关系、位置角梁榫卯：老、仔角梁通檩椀平、立面位置的定位（二）正身檐步架与斜向檐步架相互关系角梁榫卯：老、仔角梁桁（檩）碗平、立面位置的定位（三）檩椀定位的平、立面关系角梁榫卯：老、仔角梁通桁（檩）椀划线方法角梁桁（檩）椀放样方法如下：1.定a点2.按步、举架尺寸定b点3.b点下返老角梁高与a点连线为老角梁下皮并依次上返划出老角梁上皮，即仔角梁下皮线及仔角梁上皮线。
4.以a点、b点为基准点从搭交檩平面位置图中上引各檩椀相关轮廓控制点并按各桁（檩）的实际尺寸依次划出檩椀加工线，角梁桁（檩）椀放样完成。
角梁榫卯：老角梁有桁（檩）椀槽齿（闸口）榫划线方法注：做法说明：此种做法对于搭交桁（檩）来说损伤最小，做法相对简单；但对于角梁而言伤损过大，从大木结构来说不太合理，且由于角梁需要做出桁（檩）椀，做法略显复杂。
角梁榫卯：老角梁无桁（檩）椀槽齿（闸口）榫划线方法注：做法说明：此种做法于角梁来说做法简单且损伤最小；从大木结构来说也最为合理，只是相对搭交桁（檩）来槽卯刻去部分的损伤较大，在制作搭交桁（檩）的十字卡腰榫时，需要按老角梁刻槽后的实际保留高度的1/2做十字卡腰，做法略显复杂。
中国古建筑木结构榫卯节点抗震性能研究的开题报告
中国古建筑木结构榫卯节点抗震性能研究的开题报
告
一、选题背景
随着人们的生活水平的提高和文化的传承，中国古建筑作为我国历史文化的重要载体被越来越多地重视。
然而，由于古建筑木结构榫卯节点抗震性能的脆弱性和易损性，一些老旧古建筑经常遭受地震破坏。
二、研究内容
本文主要通过理论分析和实验研究的方式，探究中国古建筑木结构榫卯节点的抗震性能状况，寻找优化节点抗震性能的方法。
三、研究意义
通过对古建筑木结构榫卯节点的抗震性能研究，可以对古建筑的保护和修缮起到重要的指导作用，同时也可以为现代建筑的设计和建造提供借鉴和参考。
四、研究方法和实施步骤
1. 通过文献研究和案例分析，总结现有的古建筑木结构榫卯节点抗震性能相关的理论和实验研究成果。
2. 进行古建筑木结构榫卯节点的抗震性能优化设计，比较不同设计的抗震性能差异。
3. 利用数值模拟方法，对不同的抗震设计进行仿真计算和分析。
4. 进行实验室模型试验，验证数值模拟结果的准确性和有效性。
5. 以实验结果为依据，撰写研究报告和论文。
五、预期成果
本研究将得出古建筑木结构榫卯节点的抗震性能特征和关键影响因素，并提出优化设计方案，具有一定的理论和实用价值。
同时，本研究成果也可为其他古建筑文物的修缮保护和现代建筑的设计提供参考和借鉴。
榫卯节点类型-概述说明以及解释
榫卯节点类型-概述说明以及解释1.引言1.1 概述概述榫卯节点类型是一种在木工工艺中常见的连接节点类型。
它通过将一个凸出的部分（榫）和一个凹进的部分（卯）相嵌合，来实现构件之间的连接。
榫卯节点常用于木结构建筑、家具制作和木制工艺品中，具有稳固、美观和便于拆装的特点。
在木工工艺中，榫卯连接是一种传统且经典的连接方式。
它不仅仅是一种连接手段，更是一种文化的传承和延续。
通过榫卯节点的巧妙组合和拼接，可以创造出丰富多样的木制构件，展现出木材的自然美和艺术价值。
不同的榫卯节点类型适用于不同的应用场景和需求。
常见的榫卯节点类型包括榫卯榫、榫卯卯、榫卯榫卯等。
每种类型都有其特定的结构形式和使用方法，可以根据具体的需要进行选择和应用。
在本文中，我们将对几种常见的榫卯节点类型进行介绍和分析。
通过对它们的结构特点、连接方式和应用案例的研究，可以更好地理解和运用榫卯节点在木工工艺中的重要性和价值。
本文的主要目的是探讨不同榫卯节点类型的特点和应用，为木工工艺爱好者和从业人员提供参考和指导。
通过深入了解和学习榫卯节点类型，希望能够推动木工工艺的发展与创新，提高木制品的质量和设计水平。
接下来的章节将详细介绍几种常见的榫卯节点类型，并对它们的结构原理、优缺点和应用范围进行分析和讨论。
最后，我们将对榫卯节点类型的意义和应用进行总结，并展望其在未来的发展前景。
通过本文的阅读，读者将能够更好地理解和掌握榫卯节点类型的原理和应用，为实际工作和创作提供有益的参考和启发。
无论是从事木工工艺行业的从业者，还是对木材加工和木制品设计感兴趣的爱好者，本文都将为您提供一些有价值的信息和观点。
1.2 文章结构文章结构是指文章的组织框架和整体布局。
一个良好的文章结构可以使读者更好地理解文章的内容，并且有助于作者表达自己的观点和论证。
文章结构部分旨在介绍本文的整体组织和布局。
本文按照以下结构组织：1. 引言部分：本部分包括概述、文章结构和目的的介绍。
榫卯节点构造机理、和静力及有限元特性分析
榫卯节点构造机理、和静力及有限元特性分析摘要：本文剖析了古建榫卯构造机理，验证了榫卯几何构造的合理性。
通过对榫卯节点进行有限元静力分析和试验研究，掌握了榫卯节点实际受力状态及破坏形态，并在此基础上建立了榫卯节点的力学计算模型，确定了榫卯节点的弹性恢复力模型。
关键词：榫卯节点有限元恢复力模型1.榫卯的构造机理分析在古建筑中，水平构件与垂直构件现场连接的节点很多，最常见的有柱与梁、柱与枋、山柱与排山梁架等。
这种拉结联系采用燕尾榫，燕尾榫的榫头形状是端部宽，根部窄，呈大头状，横向安装或平行插入、拔出都是不可能的，在构件安装后不会出现拔榫现象，保证了各方向构件与柱头的稳固结合，是一种很好的结构榫卯。
多用于檐枋、额枋、随梁枋、金枋、脊枋等水平构件与柱头相交的部位。
古建筑所采用的燕尾榫的榫头比例模型如图1 所示，其中： gd 7; gd 10cd ge= =，刻齿深度的合理设置提高了ge 面上的剪切强度；榫头的长度设置保证了ge 面的有效剪切长度，充分利用了木材顺纹抗拉强度；同时de 面上的压紧力在一定程度上会提高ge面上的剪切强度。
古建筑中燕尾榫头在工艺上达到了较高的技术水平，其结构设计是科学合理的。
(c)图1 榫头构造图2.榫卯的有限元静力分析2.1 模型建立为了对榫卯的力学性能进行分析，我们建立ANSYS 有限元分析模型，模型的准确建立对线性和非线性分析都是必需的，模型中中可能包括特殊的单元或非线性材料性质，如果模型中包含大应变效应，应力─应变数据必须依据真实应力和真实（或对数）应变表示，建立模型可以分为两部分：(1)单元选择：本文榫头、卯口采用Solid185 单元，榫头和卯口接触面采用TARGE 170 单元和CONTA174 单元模拟面接触，弯矩荷载采用CONTA175 单元施加。
Solid185 单元是一种八节点三维实体单元，每个节点有三个自由度，该单元可以支持材料塑性、徐变、应力刚化、大应变和大变形，根据不同的网格划分选项，可以采用六面体、三棱体或三棱椎等等形状。
榫卯结构分析完全版
丘陵网格壳体建筑
site：英国苏塞克斯 by 爱德华 库里南建筑师事务所
内部
结构：丘陵状网格壳体，双层木材网 格，整个建筑呈双层漏斗状，长度为 48米，最宽点的跨度为16米，最窄 处11米，室内高度从7米到10米不等
每个条板为6m的标准长度，采用了最新的胶合技术，这种技术可以将 水分含量高达40%的绿色橡木胶合，但条板与条板之间采用的是传统的嵌接 节点连接成连续的长条板。
条板的距离跟怒受荷载的情况进行调整，荷载较大的区域距离在0.5m左 右，荷载小的距离在1m左右。
建造过程
建筑物表面采用的是当地的红雪松面板，面板内有铝箔衬层，两者之 间还有绝缘层。
建造过程
截面尺寸：50mmX35mm，橡木条板，分四层胶合而成、
橡木特点：含水量高，可以在结构安装的过程中提供很 大的伸缩灵活性。强度是其他木材的两倍（在英国这种 木材是用来做帆船的。---同样条件下，可以采用更小的 横截面，弥补了橡木的一个缺点：需要更大的弯曲作用 力才能得到需要的弧度
节点大样：施工方发明了一种无栓的条板连接装 置，既能给连接构建提供必要的稳定性，而且能 够让构建略微活动，此装置由几块钢板组成，每 个钢板都有四个定位螺栓孔，其中两个孔还可以 用来连接斜向的支撑。
观也比较厚重，应用不广泛，一般仅见于产木丰盛的林区。
编织：
马特赛住宅:
是奥地利林茨的建筑事务所Kleboth Lindinger Partners设计的一座两层私 人别墅
绑扎： 植物建筑
二、齿连接
齿连接是将受压构件的端头做成齿榫，在另一构件上锯成齿槽，使齿 榫直接抵承在齿槽内，通过抵承面的承压工作传力。因此，齿连接只能用 来传递压力，这是它的特点。
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古建筑木结构榫卯节点分析
一、前言
中国是四大文明古国之一，在源远的历史长河中，流传下了无数珍贵的物质和文化遗产，而其中重要的一部分就是古建筑木结构。
古建筑木结构在世界建筑之林中独树一帜，影响深远，是东方建筑的代表。
古建筑木结构有其独特的构造方式，如高台基、榫卯连接、平摆浮搁、侧脚和升起、雀替、斗拱铺作层等，展现出良好的抗震性能。
不用一钉一铆，整体体系以木构架为主要承重构件，全靠木构件之间相互搭接和穿插而建造。
被称为三大“世界奇塔”之一的释迦塔，是中国现存最高最古老的木塔，历经九百多年依然屹立不倒。
二、榫卯节点
古建筑木结构总体可分为井干式、抬梁式和穿斗式等三种结构形式。
梁柱是主要的受力构件，承载建筑的自身及外界荷载，而榫卯节点将梁柱构件连接到一起，形成木构架。
因此，梁柱节点的榫卯连接是木结构研究中的重要部分。
榫卯节点中，“榫”即为凸出木构件，“卯”为凹部木构件。
榫卯节点具有不同于现代建筑结构节点的特性，其既具有很强的转动能力又能够传递一定的弯矩，具有明显的半刚性特性。
常见的榫卯连接形式有直榫和燕尾榫两种。
直榫中榫径与榫头同宽，多用于木构件的穿插。
燕尾榫榫头大于榫径，一般用于水平木构件与竖直木构件间的连接。
三、榫卯连接工作机理
以燕尾榫为例，分析榫卯节点在地震中的受力机理。
为了施工安装方便，一般卯口尺寸略大于榫头尺寸，因此榫卯节点中会存在一定的间隙。
当外部震动较小时，榫卯之间发生微小转动，结构利用构件转动与接触面间的摩擦抵消震动破
坏的能量。
当震动较大时，榫卯节点会产生弯矩，轴力和剪力。
此时，梁受到力的作用，榫头与卯口产生挤压应力，梁上的轴力与摩擦力、挤压应力平衡。
随着梁震动位移增大，榫头以榫径为支点，与卯口内壁之间发生位移。
由于燕尾榫榫头宽度大于榫径宽度，位移产生时，榫头侧面受到卯口侧壁挤压应力增大，摩擦力也相应增加。
相对滑移产生剪力，此时榫头顶部与卯口上部挤压作用明显，弯矩作用产生。
当转角增大到一定程度时，卯口侧壁与榫头侧面的挤压应力达到极限值，会导致卯口破坏或榫头折断。
四、榫卯节点研究现状
古建筑木结构具有重要的历史和文化价值，保护工作意义非凡。
榫卯节点常见的破坏模式有榫卯拔脱、榫头折断、卯口破坏等。
对于榫卯节点的力学性能及加固技术方面，国内外学者已进行了大量研究。
方东平等在古建筑结构特性试验研究的基础上，提出了木结构特征的三维有限元计算模型和分析方法，第一次对古建筑木结构的斗栱和榫卯节点的力学性能作定量研究;胡明等跟据木材的正交各向异性，采用广义hill屈服准则准确建立木材的本构模型，运用AYSYS有限元软件模拟并与试验对比分析碳纤维加固区木梁损伤;赵鸿铁等通过燕尾榫节点木构架的低周反复荷载试验，得到弯矩-转角滞回曲线及骨架曲线，得到榫卯节点半刚性连接特性和节点刚度退化的规律。
徐明刚等以1：2.65的缩尺比例制作宫殿式木构架模型，并分别采用胶入钢筋和外贴碳纤维布的方式加固榫卯节点，进行抗震性能试验研究，得出加载初期结构刚度与强度有明显提升，后期加固效果逐渐下降;周乾等对采用马口铁、钢构件和CFRP布加固的燕尾榫节点木构架进行了振动台试验，研究得出三种加固方式都可以提高结构的抗震性能，加固效果由高到低依次为：钢构件、碳纤维、马口铁;邓大力等提出了耗能软钢的榫卯节
点加固方式，并采用ABAQUS有限元软件建立模型，对比分析直榫节点加固前后滞回曲线的变化，得出耗能软钢能能提高加固节点的节点刚度与耗能能力的结论;陈志勇等提出了借助有限元ABAQUS接口，编制程序，实现木结构本构模型的嵌入，得出能反映木材正交各向异性发生脆性破坏和发生塑性变形的本构模型;谢启芳等，基于拟静力试验结果、节点力学平衡和变形协调等条件，对燕尾榫节点弯矩-转角关系进行了理论推导，提出以屈服点和极限点作为特征点的弯矩-转角双折线模型，并给出特征点的计算公式;MariaA.Parisi等研究了屋顶处鸟喙状传统木结构榫卯节点足尺模型在单调循环荷载下的性能，并进行数值模拟分析尺寸等参数的影响作用，得出鸟喙状木结构节点转动能力与榫头宽度、摩擦角大小、搭接的倾斜角有关。
PrekratSilvana等运用数值模拟的方法，探究在胶层加固木椅的榫卯节点中，剪切应力和正应力在胶层中的分布，以及超椭圆形和长方形胶层外贴加固对节点刚度和强度的影响，得出超椭圆形胶层能够更好地限制剪切应力的发展;JorgeManuelBranco等对采用绑扎铁条带、张力棒、箍筋以及螺栓穿插等铁件加固节点的木构架进行单调循环加载试验，发现这些加固技术都能显著提高等效粘滞阻尼比、节点强度和延性，螺栓和铁条带加固效果更好一些。
JuddJ 等试验分析12组在90°，67.5°，45°等不同连接角度下榫卯节点的抗拉力学性能，得出连接角度减小可能增加节点强度，但降低了结构延性以及当榫卯连接之间树纹相垂直时，连接是最牢靠的结论。
A.O.Feio等采用新旧栗木对传统木结构榫卯节点足尺模型进行试验，并数值模拟对比分析失效模型与极限荷载，发现木材的抗压强度和接触面之间的法向刚度是影响极限荷载的主要因素。
五、存在问题与展望
1、在古建筑木结构试验研究中，对木材的含水率、斜纹、木节、裂缝、虫
蛀等天然缺陷未加考虑或考虑不够充分;
2、试验选用木材多为全新木材，不能准确反映木结构在环境影响下的物理性能退化，以及木结构的实际受力特征;
3、在有限元分析中，对木材正交各项异性定义不够准确，不能准确模拟木材的真实物理性能。
为方便木结构研究工作，应建立较为完善的试验及模拟分析方法，如对榫卯节点刚度理论计算方法，不同物种木材的本构关系建立，对古建筑抗震等级的评估等。
作者：陈光明徐建设单位：上海理工大学。