含內(nèi)嵌卯口耗能器的榫卯節(jié)點(diǎn)抗震性能試驗(yàn)研究

陸偉東 吳偉強(qiáng) 施程凱 劉杏杏

摘 要：針對(duì)木結(jié)構(gòu)榫卯節(jié)點(diǎn)抗震加固和性能提升的需求，提出采用內(nèi)嵌卯口耗能器增強(qiáng)榫卯節(jié)點(diǎn)性能的技術(shù)，并制作了包括未增強(qiáng)、單層增強(qiáng)及雙層增強(qiáng)的5組縮尺榫卯節(jié)點(diǎn)模型。通過開展抗震性能試驗(yàn)研究，對(duì)不同厚度、層數(shù)的卯口耗能器增強(qiáng)榫卯節(jié)點(diǎn)與未增強(qiáng)榫卯節(jié)點(diǎn)的抗震性能進(jìn)行對(duì)比，分析了不同參數(shù)的卯口耗能器對(duì)榫卯節(jié)點(diǎn)抗震性能指標(biāo)的影響。結(jié)果表明：內(nèi)嵌卯口耗能器具有雙向耗能、多點(diǎn)屈服、可設(shè)計(jì)性強(qiáng)等特點(diǎn)，可大幅提升榫卯節(jié)點(diǎn)的抗震性能，有效抑制節(jié)點(diǎn)的拔榫現(xiàn)象;耗能器增強(qiáng)節(jié)點(diǎn)相較于未增強(qiáng)節(jié)點(diǎn)，承載力有小幅提升，耗能能力有大幅提升，而初始剛度有50倍以上的大幅提升;耗能器的鋼板厚度和層數(shù)是影響榫卯節(jié)點(diǎn)抗震性能的主要因素，且厚度對(duì)于耗能器加固榫卯節(jié)點(diǎn)力學(xué)性能的影響最大;與單層耗能器相比，雙層耗能器對(duì)榫卯節(jié)點(diǎn)的加固性能更加卓越。

關(guān)鍵詞：木結(jié)構(gòu);內(nèi)嵌卯口耗能器;榫卯節(jié)點(diǎn);抗震性能

中圖分類號(hào)：TU366.2 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：2096-6717（2022）02-0030-08

基金項(xiàng)目：國(guó)家自然科學(xué)基金（51678298）

作者簡(jiǎn)介：陸偉東（1970- ），男，教授，博士生導(dǎo)師，主要從事木結(jié)構(gòu)研究，E-mail：wdlu@njtech.edu.cn.

Abstract： In response to the needs of seismic reinforcement and performance improvement of the mortise-tenon joints in wood structure buildings， this paper proposed the use of embedded dampers to enhance the performance of the mortise-tenon joints and made five groups of scaled mortise-tenon joint models including unreinforced， single-layer reinforced and double-layer reinforced embedded dampers. Through the test research of seismic performance， the seismic performance of the mortise-tenon joints with different thickness and number of layers was compared with that of the joints without reinforcement， and the seismic performance of embedded dampers with different parameters on the joints of mortise-tenon were analyzed. The results show that the embedded dampers have the characteristics of two-way energy dissipation， multi-point yielding and strong designability， which can greatly improve the seismic performance of the mortise-tenon joints and effectively suppress the tenon pulling phenomenon of joints; compared with the unreinforced joint， the embedded dampers-enhanced joints has a small increase in bearing capacity， the energy consumption capacity has been greatly improved and the initial stiffness has been greatly improved by more than 50 times; the steel plate thickness and the number of layers of the embedded dampers are the main factors affecting the seismic performance of the mortise-tenon joints， and the thickness has the greatest impact on the mechanical properties of the mortise-tenon joints strengthened by the embedded dampers; the double-layer embedded dampers is more effective than the single-layer energy dissipater.

Keywords：wood structure; embedded dampers; mortise-tenon joint; seismic performance.

近年來(lái)，傳統(tǒng)樣式木結(jié)構(gòu)建筑在歷史文化街區(qū)和民俗風(fēng)貌區(qū)中被廣泛應(yīng)用，且多用于商業(yè)、展覽和餐飲等公共建筑中。這類新建的傳統(tǒng)樣式木結(jié)構(gòu)建筑需要滿足現(xiàn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)理念及結(jié)構(gòu)規(guī)范的要求，對(duì)傳統(tǒng)木結(jié)構(gòu)建筑的結(jié)構(gòu)性能也提出了更高的要求[1]。榫卯節(jié)點(diǎn)的力學(xué)性能作為影響傳統(tǒng)木結(jié)構(gòu)建筑結(jié)構(gòu)性能的關(guān)鍵因素，為了滿足更高的結(jié)構(gòu)性能需求，需要對(duì)其開展抗震性能增強(qiáng)的相關(guān)研究。

學(xué)者們對(duì)榫卯節(jié)點(diǎn)的受力性能及增強(qiáng)措施已經(jīng)進(jìn)行了大量研究，謝啟芳等[2]分別對(duì)用碳纖維布（CFRP）和扁鋼加固后的平面木構(gòu)架進(jìn)行了水平反復(fù)荷載作用下的實(shí)驗(yàn)研究，發(fā)現(xiàn)扁鋼適用于加固強(qiáng)度或剛度明顯不足且較隱蔽的榫卯節(jié)點(diǎn);碳纖維布對(duì)榫卯節(jié)點(diǎn)強(qiáng)度和剛度的性能提高作用不明顯，適用于加固破損程度較小的榫卯節(jié)點(diǎn)。薛建陽(yáng)等[3-4]對(duì)殘損的榫卯節(jié)點(diǎn)分別采用角鋼和碳纖維布進(jìn)行加固試驗(yàn)，提出了扁鋼加固古建筑木結(jié)構(gòu)殘損節(jié)點(diǎn)的抗彎承載力計(jì)算公式，發(fā)現(xiàn)碳纖維布加固的榫卯節(jié)點(diǎn)具有良好的耗能減震能力。閆維明等[5-6]發(fā)現(xiàn)馬口鐵和CFRP均可提高構(gòu)架的剛度和承載力，且加固后的構(gòu)架仍有很好的變形性能，但耗能能力不如加固前;CFRP加固榫卯節(jié)點(diǎn)的效果優(yōu)于馬口鐵，而馬口鐵對(duì)榫卯節(jié)點(diǎn)的約束作用在一定程度上減小了節(jié)點(diǎn)拔榫量。潘毅等[7]分別采用扁鋼和阻尼器對(duì)榫卯節(jié)點(diǎn)進(jìn)行加固，發(fā)現(xiàn)2種加固方法均可提高榫卯節(jié)點(diǎn)結(jié)構(gòu)的抗震性能，但扁鋼加固加大了節(jié)點(diǎn)的剛度和部分相鄰構(gòu)件間的內(nèi)力，容易導(dǎo)致相鄰節(jié)點(diǎn)間的拔榫破壞;而阻尼器加固可在不增大節(jié)點(diǎn)剛度的條件下起到耗能和防止拔榫的作用。Plevris等[8]首次對(duì)木梁和柱張拉側(cè)粘貼了碳纖維布，通過試驗(yàn)研究了它們?cè)诩庸糖昂罂箯澬阅艿淖兓潭?。Triantafillou等[9]對(duì)用U型碳纖維布加固的木梁進(jìn)行了試驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)加固后木梁的抗彎性能、剛度和強(qiáng)度有較大提升。

學(xué)者們對(duì)木結(jié)構(gòu)榫卯節(jié)點(diǎn)的加固及其抗震性能展開了大量研究，筆者在已有研究的基礎(chǔ)上，提出一種適用于新建傳統(tǒng)樣式木結(jié)構(gòu)建筑榫卯節(jié)點(diǎn)抗震性能增強(qiáng)的內(nèi)嵌式卯口耗能器增強(qiáng)技術(shù)。

1 內(nèi)嵌卯口耗能器低周反復(fù)荷載試驗(yàn)

1.1 內(nèi)嵌卯口耗能器設(shè)計(jì)及制作

對(duì)于榫卯節(jié)點(diǎn)抗震性能加固，筆者團(tuán)隊(duì)前期開展了多種加固方法的研究。例如，研究了角鋼[10]加固的方法，但由于變形能力不足，易在角鋼轉(zhuǎn)角處形成應(yīng)力集中，不利于節(jié)點(diǎn)耗能，如圖1（a）所示;然后在此基礎(chǔ)上提出了弧形耗能器[11]加固方法，問題在于其在受壓狀態(tài)時(shí)耗能，且耗能點(diǎn)單一，如圖1（b）所示?；谝陨涎芯浚岢隽嗣诤哪芷鞯拈久?jié)點(diǎn)抗震性能增強(qiáng)方式。

內(nèi)嵌卯口耗能器形狀及尺寸如圖2、圖3所示。耗能器由Q235B鋼制成，屈服強(qiáng)度為402 MPa，抗拉強(qiáng)度為583 MPa，彈性模量為206.0 GPa。耗能器在柱上的開槽尺寸為深45 mm、寬50 mm、高60 mm左右;開槽部位采用鋼材進(jìn)行替代，對(duì)柱構(gòu)件自身的承載力沒有造成影響;對(duì)于柱上的槽口，可經(jīng)裝飾處理后復(fù)原木柱原貌。

1.2 榫卯節(jié)點(diǎn)模型設(shè)計(jì)

參照劉開封[12]的相關(guān)研究，按1∶2的縮尺比例制作節(jié)點(diǎn)模型，模型中的節(jié)點(diǎn)均為直榫節(jié)點(diǎn)中的單向直榫節(jié)點(diǎn)，節(jié)點(diǎn)形式及尺寸見圖4、表1。由于模型尺寸一致，且試件參數(shù)相同，因此，采用的縮尺比例可用于木結(jié)構(gòu)榫卯節(jié)點(diǎn)加固或性能提升試驗(yàn)。模型所用木材為杉木，通過材性試驗(yàn)獲得了杉木的材性平均參數(shù)，如表2所示。

內(nèi)嵌卯口耗能器增強(qiáng)技術(shù)是要進(jìn)行榫卯節(jié)點(diǎn)剛度和耗能能力的均衡增強(qiáng)，通過課題組前期的研究結(jié)果，為保證節(jié)點(diǎn)具有較好的耗能能力和適宜的剛度，耗能器鋼板的厚度不能過大，因此，設(shè)定的鋼板厚度取值為4～7 mm。因施加卯口耗能器需對(duì)榫卯節(jié)點(diǎn)上下兩側(cè)進(jìn)行開槽處理，T0B0兩側(cè)不開口，形制如傳統(tǒng)榫卯節(jié)點(diǎn);T5B40單側(cè)開口高5.8 cm、寬5 cm、深4.5 cm;T4B40、T4/2B40雙側(cè)開口高5.8 cm、寬5 cm、深4.5 cm;T5/2B40雙側(cè)開口高6 cm、寬5 cm、深4.5 cm，各試件耗能器參數(shù)如表3所示。安裝內(nèi)嵌卯口耗能器時(shí)采用長(zhǎng)70 mm、直徑6 mm、8.8級(jí)沉頭的自攻螺釘，單側(cè)開口時(shí)使用8個(gè)自攻螺釘，雙側(cè)開口時(shí)使用16個(gè)自攻螺釘。

1.3 試驗(yàn)方案

1.3.1 加載方案

通過榫卯節(jié)點(diǎn)低周反復(fù)荷載試驗(yàn)獲取該類型節(jié)點(diǎn)的變形特征、剛度變化、滯回曲線、破壞形態(tài)和耗能能力。試驗(yàn)選用南京工業(yè)大學(xué)結(jié)構(gòu)實(shí)驗(yàn)室50 t油壓伺服作動(dòng)器對(duì)梁端進(jìn)行加載來(lái)模擬節(jié)點(diǎn)在地震中的受力過程，梁端與伺服作動(dòng)器相連接。為消除P-Δ效應(yīng)對(duì)榫卯節(jié)點(diǎn)受力性能的影響以及方便加載，試驗(yàn)過程中需將柱水平放置，以滿足柱上下兩端均為不動(dòng)鉸支座的邊界條件。圖5為試驗(yàn)裝置示意圖。

試驗(yàn)采用圖6所示的位移控制加載方式，位移向右加載為正向。最大位移幅值取梁端產(chǎn)生0.2 rad轉(zhuǎn)角時(shí)所對(duì)應(yīng)位移120 mm。當(dāng)水平荷載下降到極限荷載的85%以下或構(gòu)件喪失承載力時(shí)，則加載暫停。

1.3.2 測(cè)量?jī)?nèi)容及測(cè)點(diǎn)布置

通過拉壓傳感器來(lái)實(shí)時(shí)測(cè)量柱端軸向荷載，使之保持恒定的受壓狀態(tài)。分別在距離梁柱交點(diǎn)10 mm處各安裝一個(gè)拉線位移計(jì)，用來(lái)記錄節(jié)點(diǎn)的拔榫情況，并通過拔榫量的相對(duì)值來(lái)計(jì)算節(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)角，圖7為位移計(jì)的布置示意圖。位移數(shù)據(jù)通過TST3828E動(dòng)靜態(tài)信號(hào)測(cè)試分析系統(tǒng)進(jìn)行采集。

2 試驗(yàn)結(jié)果及分析

2.1 試驗(yàn)現(xiàn)象及破壞形態(tài)

由于卯口與榫頭之間存在初始縫隙，試件T0B0在加載初期并無(wú)明顯變化。40 mm位移等級(jí)時(shí)，榫頭開始出現(xiàn)拔出跡象，榫頭根部受壓變形。80 mm位移等級(jí)時(shí)，榫頭與卯口間木材的摩擦聲開始變得明顯，并伴有“咔咔”聲。隨著試驗(yàn)的進(jìn)行，榫頭與卯口處的木材不斷擠壓變形，導(dǎo)致榫頭與卯口之間的空隙增大，并伴有木屑掉出的現(xiàn)象。試驗(yàn)結(jié)束時(shí)，節(jié)點(diǎn)存在明顯的轉(zhuǎn)動(dòng)殘余變形且榫頭能夠輕松拔出，如圖8所示。

試件T5B40試驗(yàn)過程中的現(xiàn)象與T0B0相似，加載初期并無(wú)明顯變化，隨著試驗(yàn)的進(jìn)行，榫頭發(fā)生擠壓變形。結(jié)束時(shí)，未安裝耗能器一側(cè)處卯口變形嚴(yán)重，承載力下降且榫頭拔出量比安裝耗能器一側(cè)拔出量大。原因是由于耗能器的存在，嵌壓支點(diǎn)向外轉(zhuǎn)移，抑制了榫卯節(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)中榫頭的拔出現(xiàn)象，且隨著耗能器的屈服承載力越大，拔榫量隨轉(zhuǎn)角上升越少，梁柱結(jié)合越緊密，如圖9（a）、（b）所示。

由于雙側(cè)施加了耗能器，試件T4B40、T4/2B40和T5/2B40榫頭與卯口連接緊密。加載初期，每隔0.5 s便有木材被擠壓的“咔咔”聲傳出。加載到40 mm時(shí)，榫頭開始出現(xiàn)拔出現(xiàn)象，耗能器出現(xiàn)明顯變形，而雙層耗能器的內(nèi)層和外層變形較為均勻。當(dāng)加載到80 mm時(shí)，節(jié)點(diǎn)木材之間的摩擦聲音更加清脆、響亮，耗能器隨榫卯轉(zhuǎn)動(dòng)呈現(xiàn)規(guī)律的轉(zhuǎn)角變形。在100 mm加載過程中，伴隨著轉(zhuǎn)角的擴(kuò)大，耗能器出現(xiàn)帶裂縫工作，力位移曲線出現(xiàn)突變。試驗(yàn)結(jié)束后，試件T4B40左端焊接處因疲勞累積，焊縫處出現(xiàn)整齊斷裂，導(dǎo)致耗能器退出工作，如圖9（c）所示。從耗能器斷裂的試驗(yàn)過程中可以得出，耗能器制作時(shí)的焊接工藝有待進(jìn)一步提高。

試件T4/2B40 和T5/2B40的耗能器在受拉時(shí)內(nèi)外層協(xié)同工作，可直接觀察到枋端受到約束，均勻嵌入柱邊，有效約束了拔榫現(xiàn)象。梁端與柱身擠壓處因低周反復(fù)過程中梁柱嵌壓，導(dǎo)致榫頭與柱子卯口兩側(cè)有較深的嵌壓痕跡、木材橫劈裂破壞和兩端有木屑擠壓脫落等現(xiàn)象，如圖9（d）、（e）、（f）所示。兩側(cè)內(nèi)嵌卯口耗能器一側(cè)受壓，另一側(cè)受拉，兩側(cè)變形及受力相反，在低周反復(fù)下，每一個(gè)循環(huán)結(jié)束后都可回復(fù)到初始狀態(tài)，其對(duì)于榫卯節(jié)點(diǎn)的抗震性能提升更加明顯。

試驗(yàn)中，增強(qiáng)與未增強(qiáng)的榫卯節(jié)點(diǎn)雖然都表現(xiàn)出了不同程度的拔榫現(xiàn)象，但內(nèi)嵌卯口耗能器對(duì)拔榫現(xiàn)象具有一定的抑制作用。試驗(yàn)結(jié)束后，普遍出現(xiàn)了榫頭受壓變形、榫頭壓屈和木材橫紋劈裂破壞等現(xiàn)象，個(gè)別試件出現(xiàn)了耗能器斷裂破壞，原因?yàn)楹缚p工藝不足。

2.2 滯回曲線

通過對(duì)增強(qiáng)前后榫卯節(jié)點(diǎn)滯回曲線的對(duì)比分析，對(duì)榫卯節(jié)點(diǎn)耗能器的抗震性能進(jìn)行研究，如圖10所示。

試件T0B0的滯回曲線具有明顯的“捏縮”現(xiàn)象和滑移現(xiàn)象，整體呈現(xiàn)為“Z”形。表明在加載初期構(gòu)件間接觸不緊密，滑移幅度較大。正反向加載均在轉(zhuǎn)角約為0.2 rad時(shí)達(dá)到極限彎矩，但正向加載下的極限彎矩要小于反向加載。在相同位移等級(jí)下，后一級(jí)位移加載的承載力和剛度低于前一級(jí)，表明節(jié)點(diǎn)的強(qiáng)度和剛度有顯著的退化趨勢(shì)。

帶耗能器各試件的滯回曲線均呈現(xiàn)為近似平行四邊形，曲線飽滿且對(duì)稱，這表明耗能器對(duì)榫卯節(jié)點(diǎn)的滯回性能影響較大，提高了節(jié)點(diǎn)的耗能能力。在相同位移等級(jí)下，后一級(jí)位移加載的承載力和剛度與前一級(jí)相近，表明節(jié)點(diǎn)的強(qiáng)度和剛度退化趨勢(shì)不明顯。由圖10中滯回曲線的對(duì)比，可以得出以下結(jié)論：

1）無(wú)論哪種尺寸的耗能器，均能提高榫卯節(jié)點(diǎn)抗震性能，使得榫卯節(jié)點(diǎn)在地震作用下表現(xiàn)出更加出色的性能。在大位移情況下，含耗能器的榫卯節(jié)點(diǎn)的承載能力、耗能隨著位移的增加而不斷增加。

2）對(duì)于不同尺寸的耗能器，能夠明顯觀察到T5/2B40的滯回環(huán)最飽滿，耗能能力最強(qiáng)。對(duì)于單層耗能器，T5B40的滯回環(huán)要比T4B40飽滿，而雙層耗能器中，T5/2B40的滯回環(huán)要比T4/2B40飽滿。

3）未增強(qiáng)榫卯節(jié)點(diǎn)的強(qiáng)度和剛度退化趨勢(shì)明顯，通過內(nèi)嵌卯口耗能器增強(qiáng)后，榫卯節(jié)點(diǎn)強(qiáng)度和剛度退化趨勢(shì)有效減緩。

2.3 M-θ骨架曲線

耗能器對(duì)于榫卯節(jié)點(diǎn)的轉(zhuǎn)動(dòng)剛度有顯著的影響，極大地提高了榫卯節(jié)點(diǎn)的初始剛度，對(duì)于不同厚度耗能器加固的榫卯節(jié)點(diǎn)，鋼板厚度越大，對(duì)榫卯節(jié)點(diǎn)的初始剛度提升越大，榫卯節(jié)點(diǎn)進(jìn)入屈服段的位移也相應(yīng)增大。對(duì)于雙層耗能器，增加外層耗能器可以有效提升構(gòu)件的初始剛度，但對(duì)榫卯節(jié)點(diǎn)的屈服位移影響相對(duì)較弱，在較小的位移下耗能更加充分。當(dāng)鋼板過厚時(shí)，則會(huì)導(dǎo)致耗能器剛度過大而無(wú)法變形，從而影響榫卯節(jié)點(diǎn)的耗能特性。

對(duì)于試件T0B0，參照歐洲規(guī)范EN12512[13]給出的1/6斜率法來(lái)確定其初始剛度與屈服彎矩，如表4所示。由圖11可得，由于榫卯節(jié)點(diǎn)間間隙的存在，節(jié)點(diǎn)初始剛度較低，隨著荷載的增大，剛度逐漸增大，最終由于出現(xiàn)劈裂裂縫和受壓屈服等現(xiàn)象，木材節(jié)點(diǎn)剛度開始逐漸退化。而對(duì)于耗能器增強(qiáng)的試件，節(jié)點(diǎn)間接觸緊密，初始剛度大，其中，試件T5/2B40的初始剛度最大，提升了近90倍。通過對(duì)比T4B40、T5B40和T4/2B40的初始剛度，可以發(fā)現(xiàn)，相較于耗能器的鋼板層數(shù)而言，鋼板厚度對(duì)于榫卯節(jié)點(diǎn)的加固作用更加明顯。帶有雙層鋼板的耗能器雖然鋼板總厚度更大，但由于鋼板之間存在縫隙等原因，導(dǎo)致加固效果并不理想。T5/2B40的初始剛度雖然最大，但之后出現(xiàn)下降趨勢(shì)，并一度小于T5B40，可以得出，當(dāng)耗能器鋼板過厚或鋼板間有間隙時(shí)，耗能器的耗能特征受到影響。對(duì)比T5/2B40與T5B40的初始剛度差值和T4/2B40與T4B40的初始剛度差值，也可以發(fā)現(xiàn)T5/2B40對(duì)節(jié)點(diǎn)的加固作用稍有減弱。綜上可知，相較于雙層耗能器鋼板總厚度的增加，單層耗能器鋼板厚度對(duì)于榫卯節(jié)點(diǎn)的加固作用更加明顯。

對(duì)于含耗能器的榫卯節(jié)點(diǎn)，耗能器受壓側(cè)與受拉側(cè)剛度有輕微的不對(duì)稱，耗能器受壓時(shí)會(huì)較早地進(jìn)入屈服階段，對(duì)榫卯節(jié)點(diǎn)的初始剛度提升貢獻(xiàn)更大。當(dāng)節(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)角達(dá)到0.01 rad左右時(shí)，各帶耗能器試件的骨架曲線基本為線彈性，可稱之為基本線彈性階段;當(dāng)節(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)角大于0.01 rad時(shí)，各骨架曲線出現(xiàn)轉(zhuǎn)折，彎矩呈現(xiàn)增長(zhǎng)緩慢的趨勢(shì)，轉(zhuǎn)角剛度呈退化趨勢(shì)，將其稱為緩慢退化階段。

2.4 耗能能力

受到地震作用后，建筑結(jié)構(gòu)會(huì)產(chǎn)生塑性變形，此時(shí)可用耗能能力來(lái)衡量結(jié)構(gòu)對(duì)地震能量的吸收能力，結(jié)構(gòu)耗散地震能量越多，承受的破壞就越少，所以，抗震性能指標(biāo)將其作為評(píng)價(jià)結(jié)構(gòu)抗震性能的依據(jù)。借助Jacobson[14]提出的等效粘滯阻尼系數(shù)he來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)耗能能力的定量研究，該系數(shù)的計(jì)算式為

從圖12的曲線對(duì)比中可以看出，耗能器增強(qiáng)的各試件阻尼系數(shù)he大于未增強(qiáng)試件，其中，T4B40最小增大了1.10倍，T5/2B40最大增大了1.32倍，表明耗能器增強(qiáng)榫卯的耗能能力優(yōu)于未增強(qiáng)節(jié)點(diǎn)。T4B40與T4/2B40和T5B40與T5/2B40的阻尼系數(shù)曲線分別較為接近，表明耗能器的鋼板層數(shù)對(duì)構(gòu)件耗能能力的影響居次要地位。在耗能器影響耗能能力的兩個(gè)關(guān)鍵因素：厚度和層數(shù)中，耗能器的厚度對(duì)于榫卯節(jié)點(diǎn)耗能能力的影響更大。

3 結(jié)論

基于不同參數(shù)內(nèi)嵌卯口耗能器在低周反復(fù)荷載作用下對(duì)榫卯節(jié)點(diǎn)抗震性能影響的試驗(yàn)，得出以下結(jié)論：

1）內(nèi)嵌卯口耗能器的滯回曲線較為飽滿，接近于鋼連接件的滯回曲線特征，相比于未增強(qiáng)榫卯節(jié)點(diǎn)的具有“捏縮”效應(yīng)的滯回曲線，耗能能力有明顯提升，且耗能器的增強(qiáng)對(duì)于榫卯節(jié)點(diǎn)強(qiáng)度和剛度退化趨勢(shì)有減緩作用。

2）耗能器增強(qiáng)節(jié)點(diǎn)的承載力有小幅度提升，耗能能力提升了2倍左右，而初始剛度有大幅提升，T5/2B40最大提升可達(dá)到90倍左右。耗能器增強(qiáng)效果明顯。

3）榫卯節(jié)點(diǎn)的耗能能力隨著耗能器鋼板厚度和層數(shù)的增大而不斷提升，并且在鋼板厚度、層數(shù)這兩個(gè)參數(shù)中，厚度對(duì)耗能器加固榫卯節(jié)點(diǎn)的力學(xué)性能影響更大。

參考文獻(xiàn)：

[1]陸偉東， 鄧大利， 居興鵬， 等. 中國(guó)木結(jié)構(gòu)建筑分布及其震害[J]. 西安建筑科技大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版）， 2011， 43（4）： 464-469.

LU W D， DENG D L， JU X P， et al. Distribution of timber structures in China and seismic damages analysis [J]. Journal of Xian University of Architecture & Technology （Natural Science Edition）， 2011， 43（4）： 464-469. （in Chinese）

[2]謝啟芳， 趙鴻鐵， 薛建陽(yáng)， 等. 中國(guó)古建筑木結(jié)構(gòu)榫卯節(jié)點(diǎn)加固的試驗(yàn)研究[J]. 土木工程學(xué)報(bào)， 2008， 41（1）： 28-34.

XIE Q F， ZHAO H T， XUE J Y， et al. An experimental study on the strengthening of mortise-tenon joints in ancient Chinese wooden buildings [J]. China Civil Engineering Journal， 2008， 41（1）： 28-34. （in Chinese）

[3]薛建陽(yáng)， 翟磊， 張風(fēng)亮， 等. 扁鋼加固古建筑木結(jié)構(gòu)殘損節(jié)點(diǎn)的性能分析與設(shè)計(jì)方法[J]. 西安建筑科技大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版）， 2015， 47（5）： 621-625.

XUE J Y， ZHAI L， ZHANG F L， et al. Performance analysis and design recommendations for damaged mortise-tenon joints of ancient timber structure strengthened with flat steel [J]. Journal of Xian University of Architecture & Technology （Natural Science Edition）， 2015， 47（5）： 621-625. （in Chinese）

[4]薛建陽(yáng)， 隋， 葛鴻鵬， 等. 古建筑木結(jié)構(gòu)榫卯節(jié)點(diǎn)采用碳纖維布加固模型振動(dòng)臺(tái)試驗(yàn)研究[J]. 建筑結(jié)構(gòu)學(xué)報(bào)， 2012， 33（8）： 143-148.

XUE J Y， SUI Y， GE H P， et al. Shaking table test of joints strengthened with CFRP sheet in Chinese ancient timber structure [J]. Journal of Building Structures， 2012， 33（8）： 143-148. （in Chinese）

[5]閆維明， 張博， 周乾， 等. 古建筑榫卯節(jié)點(diǎn)抗震加固試驗(yàn) [J]. 工程抗震與加固改造， 2011， 33（2）： 89-95.

YAN W M， ZHANG B， ZHOU Q， et al. Aseismic strengthening experiments on Chinese ancient tenon-mortise joints [J]. Earthquake Resistant Engineering and Retrofitting， 2011， 33（2）： 89-95. （in Chinese）

[6]閆維明， 周乾， 張博， 等. 馬口鐵加固古建筑抗震試驗(yàn)[J]. 北京工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)， 2012， 38（4）： 502-508.

YAN W M， ZHOU Q， ZHANG B， et al. Aseismic behavior of Chinese ancient wooden structure strengthened by iron-hook [J]. Journal of Beijing University of Technology， 2012， 38（4）： 502-508. （in Chinese）

[7]潘毅， 王超， 唐麗娜， 等. 古建筑直榫節(jié)點(diǎn)扁鋼與阻尼器加固比較研究[J]. 西南交通大學(xué)學(xué)報(bào)， 2014， 49（6）： 981-986， 1031.

PAN Y， WANG C， TANG L N， et al. Comparative research on flat steel and damper strengthening of straight type of tenon-mortise joints [J]. Journal of Southwest Jiaotong University， 2014， 49（6）： 981-986， 1031. （in Chinese）

[8]PLEVRIS N， TRIANTAFILLOU T C. FRP-reinforced wood as structural material [J]. Journal of Materials in Civil Engineering， 1992， 4（3）： 300-317.

[9]TRIANTAFILLOU T C. Shear reinforcement of wood using FRP materials [J]. Journal of Materials in Civil Engineering， 1997， 9（2）： 65-69.

[10]陸偉東， 鄧大利. 木結(jié)構(gòu)榫卯節(jié)點(diǎn)抗震性能及其加固試驗(yàn)研究[J]. 地震工程與工程振動(dòng)， 2012， 32（3）： 109-116.

LU W D， DENG D L. Experimental research on seismic performance of wooden mortise-tenon joints before and after reinforcement [J]. Journal of Earthquake Engineering and Engineering Vibration， 2012， 32（3）： 109-116. （in Chinese）

[11]陸偉東， 孫文， 顧錦杰， 等. 弧形耗能器增強(qiáng)木構(gòu)架抗震性能試驗(yàn)研究[J]. 建筑結(jié)構(gòu)學(xué)報(bào)， 2014， 35（11）： 151-157.

LU W D， SUN W， GU J J， et al. Experimental study on seismic performance of timber frames strengthened with curved steel dampers [J]. Journal of Building Structures， 2014， 35（11）： 151-157. （in Chinese）

[12]劉開封.考慮局壓效應(yīng)的榫卯節(jié)點(diǎn)力學(xué)性能試驗(yàn)研究[D]. 南京：南京工業(yè)大學(xué)，2016.

LIU K F. Experimental study on mechanical characteristics of mortise and tenon joints considering the local compression [D].Nanjing： NanJing Tech University，2016. （in Chinese）

[13]Timber structures： Test methods： Cyclic testing of joints made with mechanical fasteners： EN 12512-2001 [S]. Brussels， Belgium： CEN， 2001.

[14]JACOBSEN L S. Steady forced vibration as influenced by damping [J]. Transactions of the American Society of Mechanical Engineers， 1930.

（編輯 胡玲）

3049500338219