基于ABAQUS的木结构房屋榫卯节点加固以云南昭通光明村为例.docx

基于ABAQUS的木结构房屋榫卯节点加固以云南昭通光明村为例
摘要
本文以云南昭通光明村的木结构房屋榫卯节点加固为研究对象，使用ABAQUS有限元软件对节点加固前后的受力性能进行模拟分析，并结合实测数据与现场观察，评价加固效果。研究结果表明，结合榫卯节点加固技术，能够有效提高木结构房屋的抗震性能，为木结构房屋的保护与研究提供了理论和实践指导。
关键词：ABAQUS；木结构；房屋；榫卯节点；抗震加固
引言
木结构房屋是我国传统的民居建筑之一，其特点是结构简单，施工周期短，环保节能，是我国古代建筑文化的重要组成部分。然而，由于木结构房屋的制造工艺粗糙，很容易受到天然灾害的影响，造成重大人员伤亡和财产损失。因此，如何提高木结构房屋的抗震性能是当今民居建筑领域的重要研究方向。
木结构房屋在抗震方面最重要的是其节点部分，榫卯连接作为木结构房屋的核心结构部件，直接关系到木结构房屋的整体质量和抗震性能。因此，在木结构房屋的抗震加固中，点状加固被广泛使用，其中榫卯节点加固技术的应用广泛且优质。本文以云南昭通光明村的木结构房屋榫卯节点加固为研究对象，对加固前后节点受力性能进行了模拟分析，并结合实际加固效果进行评价。
加固设计
云南昭通光明村木结构房屋的结构形式主要为悬楼、四合院和厢房等建筑形态，其最常见的节点连接方式为榫卯连接（见图1）。
为了提高木结构房屋的抗震能力，本文采取了榫卯节点加固技术，即对原有的节点部分进行加强处理，使加强后的节点部位能够更好地承受地震荷载。加固措施主要包括以下几个方面：
1、在节点部位加装加固板，用螺栓与原有木材连接，并与木材间填充填缝剂。
2、在木材上使用落后榫加固，同时增加平锁、鱼肚板、鱼骨等加固结构，以增强节点的固定和稳定性。
3、使用专用的加固胶进行加固，使加固后的节点部位更好地固定。
4、使用镀锌钢筋等混凝土材料，对节点加固部位进行更深入的加固，以增强节点的抗震性能。
模拟分析
为了评价加固措施的效果，本文使用ABAQUS有限元软件进行了模拟分析。模拟分析主要包括以下几个步骤：
1、建立木结构房屋的三维有限元模型，包括墙体、梁、柱等结构部件，并按照原始设计的荷载进行加载。
2、针对加固前后的两个节点部位，分别进行有限元模拟分析，并对比模拟结果。
3、评价加固效果，包括抗震性能、承重能力等关键参数的变化。
模拟结果
经过模拟分析，本文得到了下列模拟结果：
1、加固后的节点部分，其抗震性能和承重能力均有所提高（见图2）。
2、原有节点部分的受力分布不均衡，容易造成拱形效应和屈曲等问题（见图3）。
3、加固后的节点部位受力分布均衡，能够有效支撑整个木结构房屋结构的负荷，防止木结构房屋发生倒塌（见图4）。
现场检测
为了进一步评价加固效果，本文对云南昭通光明村木结构房屋进行了现场检测。实测数据表明，加固后的木结构房屋，其抗震性能得到了明显提高，对于中小型地震不易受到毁坏。另外，从外观上来看，加固后的木结构房屋更加牢固、美观。
结论
本文以云南昭通光明村木结构房屋榫卯节点加固为研究对象，采用ABAQUS有限元软件对加固前后的节点受力性能进行了模拟分析，并结合实测数据进行了评价。研究结果表明，结合榫卯节点加固技术，能够有效提高木结构房屋的抗震性能，为木结构房屋的保护与研究提供了理论和实践指导。加强对木结构房屋的保护和研究，将有助于传统文化的传承和发展，对提高我国民居建筑的整体质量和水平也具有重要意义。