刘继远 吴秀峰 李龙飞 张桐瑞 段永旭 申晓广

(辽宁工程技术大学土木工程学院，辽宁 阜新 123000)

0 引言

木结构是历史留给我们的重要财富。穿斗式木结构建造方便，构造简单，抗震性能好。半刚性的节点转动是以木材的变形为代价的，而且也能够承受弯矩，所以能逐渐耗散地震能量。目前研究热点是半透榫节点和燕尾榫节点，在文献[1]中对燕尾榫节点进行了研究，得出横纹受压区对抵抗弯矩的贡献最大。在文献[2]中，对半透榫节点做了研究，推导出了理论模型，并给出了三折线力学模型。

为将同类节点的弯矩—转角关系公式和转动刚度理论公式应用到各种有限元软件中提供可能和理论依据，方便实际维修加固榫卯节点的工程应用，本文将在考虑卯口缺陷的基础上推导出转动刚度理论公式。

1 基本假定

本文在对节点转动刚度进行理论分析时，采用以下假定：

1)节点认为是刚性节点，受压变形只考虑榫头与卯口挤压处；

2)不考虑柱的变形；

3)直榫节点的抵抗弯矩中不考虑榫头与卯口的侧面摩擦力的贡献，认为抵抗弯矩只由榫头上、下受压区应力以及与之有关的摩擦力提供；

4)枋的应力—应变关系采用横纹受压双折线本构模型，如图1所示，其中横纹受压线弹性阶段的弹性模量E1与横纹受压屈服阶段切线模量E2的值，视具体木材种类而定。

2 节点转动刚度理论推导

在对穿斗式木结构直榫节点进行低周往复荷载时，每一次循环都要经历正向、反向的加载、卸载。……