淳　慶，潘建伍，韓宜丹

(1.東南大學(xué) 建筑學(xué)院,江蘇 南京　210096；　2.東南大學(xué) 城市與建筑遺產(chǎn)保護(hù)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,江蘇 南京　210096；3. 南京航空航天大學(xué) 土木系,江蘇 南京　210016)

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江南地區(qū)傳統(tǒng)木構(gòu)建筑半榫節(jié)點(diǎn)受力性能研究*1

淳慶1,2?，潘建伍3，韓宜丹1

(1.東南大學(xué) 建筑學(xué)院,江蘇 南京210096；2.東南大學(xué) 城市與建筑遺產(chǎn)保護(hù)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,江蘇 南京210096；3. 南京航空航天大學(xué) 土木系,江蘇 南京210016)

摘要：對(duì)江南地區(qū)傳統(tǒng)木構(gòu)建筑中常見(jiàn)的半榫節(jié)點(diǎn)受力性能進(jìn)行了試驗(yàn)和理論研究.通過(guò)試驗(yàn)獲取該種榫卯節(jié)點(diǎn)在低周反復(fù)荷載作用下的破壞模式、滯回曲線、骨架曲線、轉(zhuǎn)角剛度.結(jié)果表明：該種榫卯節(jié)點(diǎn)的滯回曲線基本上都呈Z形，具有明顯的捏攏特性.該種榫卯試件均經(jīng)歷了彈性階段、屈服階段和破壞階段.此外，綜合考慮半榫節(jié)點(diǎn)的接觸非線性和木材的材料非線性，采用ANSYS非線性有限元方法對(duì)其受力性能進(jìn)行分析，有限元分析結(jié)果和試驗(yàn)結(jié)果較為吻合，通過(guò)分析，獲取了半榫節(jié)點(diǎn)的平面內(nèi)(豎向)轉(zhuǎn)角剛度、平面外(水平)轉(zhuǎn)角剛度和扭轉(zhuǎn)剛度的相互關(guān)系，可近似歸納為1.4∶1.0∶1.1.研究結(jié)果可為江南地區(qū)傳統(tǒng)木構(gòu)建筑的計(jì)算分析及保護(hù)修繕提供理論基礎(chǔ).

關(guān)鍵詞：江南地區(qū)；傳統(tǒng)木構(gòu)建筑；半榫；受力性能；非線性有限元

江南地區(qū)是我國(guó)古代文明的發(fā)祥地之一，這里先后孕育了河姆渡文化、馬家浜文化、良渚文化、吳越文化和江南文化.江南地區(qū)傳統(tǒng)木構(gòu)建筑工藝更是歷史悠久，底蘊(yùn)豐厚，其主要的流派有：香山幫、東陽(yáng)幫、寧紹幫等，因此，江南地區(qū)現(xiàn)存較多的傳統(tǒng)木構(gòu)建筑遺產(chǎn).然而，由于長(zhǎng)期的風(fēng)雨侵蝕，加之地震、戰(zhàn)爭(zhēng)和人為使用不當(dāng)?shù)钠茐模@些傳統(tǒng)木構(gòu)建筑的材料和結(jié)構(gòu)性能不可避免的減弱和損傷，大量木構(gòu)建筑已出現(xiàn)不同程度的損壞，對(duì)其維修保護(hù)的要求日益迫切.江南傳統(tǒng)木構(gòu)建筑與北方傳統(tǒng)木構(gòu)建筑具有明顯的區(qū)別，表現(xiàn)在榫卯節(jié)點(diǎn)方面，主要體現(xiàn)在以下4點(diǎn)：1)構(gòu)架體系造成的差別：北方多受抬梁式構(gòu)架的影響，而南方則穿斗較多，北方的榫卯銜接很少完全穿透構(gòu)件，榫長(zhǎng)較短.南方有專(zhuān)門(mén)穿透構(gòu)件的榫卯類(lèi)型，如半榫和透榫；2)比例差異：北方木構(gòu)件粗大，榫卯粗短.而南方構(gòu)件纖細(xì)，榫卯細(xì)長(zhǎng)；3)習(xí)慣作法差異：北方早期闌額直榫入柱，而南方早期闌額與柱多用鑷口鼓卯或燕尾榫相接等；4)官式與民式差異：北方受官式影響大，作法較為成熟固定.而南方為適應(yīng)實(shí)際需要，有較多的變化.

姚侃等[1]根據(jù)宋《營(yíng)造法式》的構(gòu)造做法設(shè)計(jì)了直榫、燕尾榫和透榫3種榫卯節(jié)點(diǎn)的木構(gòu)模型并進(jìn)行了試驗(yàn)研究，獲得了這3種榫卯節(jié)點(diǎn)的轉(zhuǎn)角剛度等.高大峰等[2-3]通過(guò)對(duì)依據(jù)宋《營(yíng)造法式》構(gòu)造做法設(shè)計(jì)的木構(gòu)架模型在水平反復(fù)荷載作用下的試驗(yàn)研究，提出了該類(lèi)型木構(gòu)在水平地震作用下的計(jì)算模型.謝啟芳等[4]對(duì)燕尾榫節(jié)點(diǎn)的殿堂式木構(gòu)架模型在水平低周反復(fù)荷載作用下的試驗(yàn)研究，得到了未加固構(gòu)架、碳纖維布加固構(gòu)架及扁鋼加固構(gòu)架的破壞特征、滯回曲線、骨架曲線、強(qiáng)度和剛度退化規(guī)律、變形及耗能等受力性能.周乾等[5-6]以故宮太和殿為研究對(duì)象，采用有限元模擬分析了太和殿的抗震性能，并通過(guò)縮尺模型的試驗(yàn)，得到了相應(yīng)的半剛性力學(xué)參數(shù).李鵬[7]引入空間彈簧單元，對(duì)藏式木構(gòu)建筑典型梁柱節(jié)點(diǎn)進(jìn)行了有限元分析，探討了該類(lèi)型木構(gòu)建筑的抗震性能.肖旻等[8]采用有限元方法對(duì)廣府祠堂木構(gòu)建筑的典型榫卯節(jié)點(diǎn)和木構(gòu)架的受力性能和安全性進(jìn)行了研究.楊艷華等[9]通過(guò)對(duì)燕尾榫榫卯連接模型的試驗(yàn)，結(jié)合理論分析，建立了燕尾榫的4參數(shù)冪函數(shù)的彎矩-轉(zhuǎn)角相關(guān)曲線模型.Chun Qing等[10]對(duì)中國(guó)南方傳統(tǒng)木構(gòu)建筑典型榫卯節(jié)點(diǎn)的抗震性能進(jìn)行了研究，得出了燕尾榫、半榫、十字箍頭榫以及饅頭榫4種典型榫卯節(jié)點(diǎn)的半剛性力學(xué)特性.Villar J R等[11]對(duì)木構(gòu)件之間的節(jié)點(diǎn)進(jìn)行有限元模擬，指出構(gòu)件接觸面間的摩擦作用對(duì)抗震很重要，同時(shí)構(gòu)件間的角度對(duì)接觸面上的應(yīng)力分布有影響.Ayala Dina F D等[12]對(duì)臺(tái)灣疊斗木構(gòu)架進(jìn)行了有限元模擬，對(duì)其抗震性能進(jìn)行了研究，指出節(jié)點(diǎn)的剛度對(duì)結(jié)構(gòu)整體在地震作用下的位移響應(yīng)有很大影響.Pang Sung-jun等[13]對(duì)韓國(guó)傳統(tǒng)木構(gòu)建筑中有無(wú)梁肩的燕尾榫節(jié)點(diǎn)抗彎承載能力進(jìn)行了研究，指出有梁肩可以大幅提高燕尾榫的抗彎承載力.

綜上，國(guó)內(nèi)研究主要針對(duì)中國(guó)北方傳統(tǒng)木構(gòu)建筑，偏重于宋《營(yíng)造法式》和清工部《工程做法則例》做法的官式建筑，得出的節(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)角剛度也僅為平面內(nèi)(豎向)轉(zhuǎn)角剛度.而國(guó)外研究主要針對(duì)當(dāng)?shù)貍鹘y(tǒng)的木構(gòu)節(jié)點(diǎn)，與中國(guó)傳統(tǒng)木構(gòu)榫卯構(gòu)造做法差別較大.本文將對(duì)偏重于《營(yíng)造法原》做法的江南地區(qū)傳統(tǒng)木構(gòu)建筑中常見(jiàn)的半榫的受力性能展開(kāi)試驗(yàn)和理論研究.

1試驗(yàn)設(shè)計(jì)

半榫主要用于傳統(tǒng)木構(gòu)建筑梁枋構(gòu)件與中柱構(gòu)件之間的連接，為了解江南地區(qū)傳統(tǒng)木構(gòu)建筑中半榫的的受力性能，通過(guò)低周反復(fù)試驗(yàn)對(duì)該種類(lèi)型的3個(gè)榫卯節(jié)點(diǎn)的受力性能進(jìn)行研究.本次試驗(yàn)參考江南地區(qū)實(shí)際案例的榫卯構(gòu)造做法，按1∶1.76的縮尺比例設(shè)計(jì)了該種類(lèi)型的3個(gè)榫卯節(jié)點(diǎn)，一個(gè)回肩式加直面的試件(圖1(a))，一個(gè)抱肩式加直面的試件(圖1(b)),一個(gè)抱肩式加斜面的試件(圖1(c))，3個(gè)試件的榫頭厚度相同，試件材料均為江南地區(qū)傳統(tǒng)木構(gòu)建筑常用的杉木.

本次試驗(yàn)用材選用同一批次的杉木，通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)清樣材性試驗(yàn)得到其力學(xué)參數(shù)：順紋抗拉強(qiáng)度91.4MPa，順紋抗壓強(qiáng)度30.0 MPa，抗彎強(qiáng)度50.0 MPa，順紋抗剪強(qiáng)度3.6 MPa，抗彎彈性模量10 238.1 MPa.試驗(yàn)時(shí)，木柱柱腳固定為鉸接形式，利用機(jī)械螺旋加載器對(duì)梁枋施加豎向低周反復(fù)荷載，加載點(diǎn)距離柱內(nèi)邊500 mm.木柱柱頂豎向力采用千斤頂施加，施加豎向荷載10 kN并穩(wěn)定不變.低周反復(fù)加載制度為位移控制的方法，第1級(jí)加載位移為10 mm，以后每級(jí)加載位移依次增加10 mm.試驗(yàn)的結(jié)束以節(jié)點(diǎn)模型完全破壞為標(biāo)準(zhǔn)，本次試驗(yàn)的加載裝置如圖2所示.

(a) 半榫1節(jié)點(diǎn)

(b)半榫2節(jié)點(diǎn)

(c) 半榫3節(jié)點(diǎn)

圖2　榫卯節(jié)點(diǎn)試驗(yàn)

of the mortise-tenon joint

2試驗(yàn)現(xiàn)象

半榫有3個(gè)試件.分為2個(gè)抱肩式和1個(gè)回肩式，抱肩式的根據(jù)咬合形式又分為直面式和斜面式.從加載到破壞的過(guò)程大致為：加載至轉(zhuǎn)角為0.05～0.07 rad時(shí)，開(kāi)始發(fā)出清脆的吱吱聲，接著榫頭上出現(xiàn)裂縫，且榫頭開(kāi)始拔出，位移越大，拔出越多，當(dāng)加載至轉(zhuǎn)角為0.16～0.20 rad時(shí)，榫頭完全拔出，最終破壞.半榫節(jié)點(diǎn)的最終破壞形態(tài)均為榫頭拔出，如圖3所示.

(a)半榫1

(b)半榫2

(c)半榫3

3試驗(yàn)結(jié)果

3.1M-θ滯回曲線及骨架曲線

通過(guò)對(duì)P-Δ滯回曲線和轉(zhuǎn)角信息的處理，得出半榫節(jié)點(diǎn)的M-θ滯回曲線及骨架曲線，如圖4所示.

從圖4可以總結(jié)出半榫節(jié)點(diǎn)滯回曲線的一些特點(diǎn)：

1)該種半榫節(jié)點(diǎn)的M-θ滯回曲線基本上都呈Z形，在受力平衡位置其捏攏效應(yīng)明顯，榫卯的滑移量隨著轉(zhuǎn)角的增加而不斷增加.對(duì)于該種榫卯節(jié)點(diǎn)：在彈性階段，剛度值基本保持不變；隨著轉(zhuǎn)角加大，試件受力進(jìn)入塑性階段，滯回曲線出現(xiàn)捏攏滑移現(xiàn)象，開(kāi)始出現(xiàn)殘余變形，節(jié)點(diǎn)剛度也不斷退化；轉(zhuǎn)角繼續(xù)加大，滯回曲線的捏攏滑移現(xiàn)象愈發(fā)突出；隨后，節(jié)點(diǎn)的承載力開(kāi)始下降，變形量繼續(xù)增長(zhǎng)，直至最終破壞.整個(gè)受力過(guò)程表現(xiàn)出一定的延性.

2)從該種榫卯節(jié)點(diǎn)的骨架曲線來(lái)看：試件均經(jīng)歷了彈性階段、屈服階段和破壞階段.對(duì)于半榫節(jié)點(diǎn)，當(dāng)轉(zhuǎn)角在極限轉(zhuǎn)角的0～24%左右時(shí)，試件受力為彈性階段;當(dāng)轉(zhuǎn)角在極限轉(zhuǎn)角的24%～70%左右時(shí)，試件受力為屈服階段；當(dāng)轉(zhuǎn)角在極限轉(zhuǎn)角的70%～100%時(shí)，試件受力為破壞階段.

轉(zhuǎn)角θ/rad

轉(zhuǎn)角θ/rad

轉(zhuǎn)角θ/rad

轉(zhuǎn)角θ/rad

3.2M-θ骨架曲線特征值

對(duì)該種榫卯節(jié)點(diǎn)的M-θ骨架曲線進(jìn)行分析，可將其近似簡(jiǎn)化為圖5所示的三折線模型，各階段剛度值見(jiàn)表1，表中θ值取自圖4的骨架曲線.

圖5　榫卯節(jié)點(diǎn)M-θ骨架曲線(三折線模型)

榫卯類(lèi)型彈性階段θ1/rad屈服階段θ2/rad破壞階段θ3/rad特征剛度/(kN·m·rad-1)K1K2K3半榫10.060.150.2016.91.1-4.6半榫20.040.110.1617.42.7-1.8半榫30.040.120.189.82.3-4.5

注：表中剛度和轉(zhuǎn)角均為1∶1.76縮尺模型數(shù)據(jù).

這種榫卯節(jié)點(diǎn)的半剛性計(jì)算模型可以寫(xiě)成：

(1)

式中各階段的特征值K1,K2,K3,θ1,θ2和θ3根據(jù)表1取值.

表1數(shù)據(jù)表明，對(duì)于半榫節(jié)點(diǎn)而言，相同榫卯尺寸下，抱肩式試件的彈性剛度略大于回肩式試件.同為抱肩式時(shí)，斜面榫頭的彈性剛度顯著小于直面榫頭的試件.

4有限元分析結(jié)果

由于試驗(yàn)數(shù)量有限，為了對(duì)半榫榫卯節(jié)點(diǎn)進(jìn)行參數(shù)分析和其余方向的剛度進(jìn)行研究，本文采用商用有限元軟件ANSYS(13.0版本)對(duì)半榫節(jié)點(diǎn)受力性能進(jìn)行了非線性有限元模擬，其中，考慮了半榫節(jié)點(diǎn)的接觸非線性和木材的材料非線性(正交各向異性理想彈塑性).

4.1接觸參數(shù)的定義

經(jīng)過(guò)試算發(fā)現(xiàn)，法向接觸剛度FKN顯著影響計(jì)算結(jié)果.對(duì)于此類(lèi)問(wèn)題，F(xiàn)KN取0.05～0.10之間比較合適，本文FKN取0.05.接觸張開(kāi)彈簧剛度FKOP對(duì)結(jié)果的影響很小，軟彈簧(近似于分離)模型更符合榫卯受力狀態(tài)，F(xiàn)KOP建議取值1×10-5.

4.2材料特性

木材的彈塑性模型采用通用各向異性屈服選項(xiàng)，其參數(shù)需要滿足兩個(gè)條件：1)協(xié)調(diào)方程，即公式(2)，其中各參數(shù)為各個(gè)方向的屈服應(yīng)力；2)封閉的屈服面，即公式(3).

(2)

M22M33+M11M33)<0

(3)

考慮到木材材性試件是規(guī)范要求的標(biāo)準(zhǔn)清樣模型，沒(méi)有天然缺陷且尺寸較小，而半榫試件是縮尺比例模型，相比材性試件，尺寸較大且易受天然缺陷因素影響，且杉木材性為正交各向異性材料，參考文獻(xiàn)[14]中杉木的彈性屬性取值以及文獻(xiàn)[15]中的幾何尺寸影響系數(shù)和天然缺陷影響系數(shù)，本文對(duì)半榫節(jié)點(diǎn)進(jìn)行非線性有限元模擬時(shí)采用的木材材性如表2所示.

表2　有限元模型所取的木材材性數(shù)據(jù)

4.3有限元分析

建立三個(gè)半榫試件的實(shí)體模型，并劃分單元，半榫1試件的有限元網(wǎng)格如圖6所示.半榫1有34 314個(gè)solid45單元、5 698個(gè)target170單元、2 854個(gè)contact174單元，半榫2有35 194個(gè)solid45單元、5 850個(gè)target170單元、3 318個(gè)contact174單元，半榫3有34 139個(gè)solid45單元、5 958個(gè)target170單元、3 430個(gè)contact174單元.單元邊長(zhǎng)約為0.03 m，節(jié)點(diǎn)核心區(qū)加密為0.015 m.圖7為半榫1施加豎向、橫向和扭矩荷載時(shí)的等效塑性應(yīng)變.

圖6　半榫1節(jié)點(diǎn)有限元模型

(a)平面內(nèi)方向(K1向)

(b)平面外方向(K2向)

(c)扭轉(zhuǎn)方向(K3向)

對(duì)比分析結(jié)果表明：

1)圖8為施加豎向荷載時(shí)的半榫1、半榫2和半榫3的有限元分析結(jié)果和試驗(yàn)結(jié)果的對(duì)比，分析結(jié)果與試驗(yàn)結(jié)果存在一定的定量誤差，但誤差不大，基本在10%以?xún)?nèi)，且基本定性規(guī)律一致，表明對(duì)該類(lèi)型節(jié)點(diǎn)采用同時(shí)考慮半榫節(jié)點(diǎn)的接觸非線性和木材的材料非線性(采用正交各向異性理想彈塑性模型)的分析方法是可行的.

2)從圖9～圖10可見(jiàn)，施加平面內(nèi)豎向荷載時(shí)，半榫1(回肩)和半榫2(抱肩)的節(jié)點(diǎn)結(jié)構(gòu)性能差別不大，而半榫3的節(jié)點(diǎn)結(jié)構(gòu)性能則有明顯降低，究其原因，主要是由于半榫3的榫頭交接面為斜面，相對(duì)于直面，其受力時(shí)較易出現(xiàn)相對(duì)滑移.半榫1,2,3的剛度退化規(guī)律和速率基本一致；從圖11～圖12可見(jiàn)，施加平面外水平荷載時(shí)，在節(jié)點(diǎn)結(jié)構(gòu)性能上，按從優(yōu)到劣排序?yàn)椋喊腴?、半榫1、半榫3.三者的剛度退化規(guī)律和速率基本一致；從圖13和圖14可見(jiàn)，施加扭矩荷載時(shí)，在節(jié)點(diǎn)結(jié)構(gòu)性能上，按從優(yōu)到劣排序?yàn)椋喊腴?、半榫1、半榫3.三者的剛度退化規(guī)律和速率基本一致.

轉(zhuǎn)角/rad

轉(zhuǎn)角/rad

轉(zhuǎn)角/rad

3)對(duì)半榫1、半榫2和半榫3的豎向(平面內(nèi))、水平(平面外)、扭轉(zhuǎn)的彈性轉(zhuǎn)角剛度進(jìn)行了比較分析，如表3所示，結(jié)果表明半榫類(lèi)型的豎向、水平、扭轉(zhuǎn)的彈性轉(zhuǎn)角剛度可近似歸納為1.4∶1.0∶1.1.

轉(zhuǎn)角/rad

轉(zhuǎn)角/rad

轉(zhuǎn)角/rad

轉(zhuǎn)角/rad

試件KV/KHKV/KR半榫11.501.31半榫21.501.31半榫31.301.17

注：KV,KH, KR分別為豎向(平面內(nèi))、水平(平面外)、扭轉(zhuǎn)彈性轉(zhuǎn)角剛度.

4)綜合圖9～圖14和表3，當(dāng)榫頭形狀同為直面時(shí)，半榫2(抱肩)的結(jié)構(gòu)性能略?xún)?yōu)于半榫1(回肩)，但差別很??；當(dāng)榫頭形狀改為斜面時(shí)，由于增大了左側(cè)榫頭的滑出趨勢(shì)，使得左側(cè)榫頭對(duì)右側(cè)榫頭起的約束作用更小，因而半榫3的結(jié)構(gòu)性能顯著低于半榫1和半榫2.

5結(jié)語(yǔ)

本文對(duì)江南地區(qū)傳統(tǒng)木構(gòu)建筑中常見(jiàn)的半榫節(jié)點(diǎn)進(jìn)行了低周反復(fù)荷載試驗(yàn)和有限元模擬分析，研究了這種榫卯節(jié)點(diǎn)的破壞模式、滯回曲線、骨架曲線、轉(zhuǎn)角剛度等受力性能，得到以下主要結(jié)論：

1)江南地區(qū)半榫節(jié)點(diǎn)在低周反復(fù)荷載作用下的最終破壞形態(tài)為榫頭拔出破壞，極限轉(zhuǎn)角約為0.16～0.20rad.

2)江南地區(qū)半榫節(jié)點(diǎn)的M-θ滯回曲線基本上都呈Z形，在受力平衡位置其捏攏效應(yīng)明顯，榫卯的滑移量隨著轉(zhuǎn)角的增加而不斷增加.3個(gè)榫卯試件均經(jīng)歷了彈性階段、屈服階段和破壞階段.

3)通過(guò)試驗(yàn)得到了江南地區(qū)傳統(tǒng)木構(gòu)建筑中常見(jiàn)的半榫節(jié)點(diǎn)的M-θ滯回曲線和骨架曲線，在得到的骨架曲線基礎(chǔ)上，將其簡(jiǎn)化為三折線模型，并計(jì)算了各階段的特征剛度，試驗(yàn)結(jié)果可供分析江南地區(qū)傳統(tǒng)木構(gòu)建筑的受力性能參考使用.

4)考慮榫卯節(jié)點(diǎn)的接觸非線性和木材材料的非線性(正交各向異性理想彈塑性模型)對(duì)半榫節(jié)點(diǎn)進(jìn)行非線性有限元分析的方法是可行的.通過(guò)有限元分析得出半榫節(jié)點(diǎn)的平面內(nèi)(豎向)轉(zhuǎn)角剛度K1、平面外(水平)轉(zhuǎn)角剛度K2和扭轉(zhuǎn)剛度K3的關(guān)系可近似歸納為1.4∶1.0∶1.1，分析結(jié)果可以用于木構(gòu)建筑的整體分析計(jì)算.

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Research on Mechanical Properties of Ban Mortise-tenon Joint of the Traditional Timber Buildings in the South Yangtze River Regions

CHUN Qing1,2?, PAN Jian-wu3, HAN Yi-dan1

(1. School of Architecture, Southeast Univ, Nanjing,Jiangsu210096,China; 2. Key Lab of Urban & Architectural Heritage Conservation, Ministry of Education, Southeast Univ, Nanjing,Jiangsu210096,China;3. Dept of Civil Engineering, Nanjing Univ of Aeronautics and Astronautics, Nanjing,Jiangsu210016,China)

Abstract:The mechanical properties of the Ban mortise-tenon joints of the ancient traditional timber buildings in the South Yangtze River Regions were studied with the experimental and theoretical methods. The tested mortise-tenon joints include three Ban mortise-tenon joints. The failure modes, the hysteretic curves, the skeleton curves, the rotation rigidities of this kind of mortise-tenon joint under low cyclic loading were obtained. The results show that the hysteretic curves of the Ban mortise-tenon joints appear to be the Z shape and have the obvious pinch effects. During the process of the test, these mortise-tenon joints orderly pass through the elastic stage, the yield stage and the failure stage. Furthermore, with the consideration of the nonlinear contact influence of the mortise-tenon joint and the nonlinear stress-strain behavior of the timber material, the mechanical properties of the Ban mortise-tenon joints were analyzed by ANSYS software. The theoretical results agree well with the experimental results. The relationship of in-plane rotational rigidity, the out-of-plane rotational rigidity and the tortional rigidity of the Ban mortise-tenon joint is achieved, the ratio of them was 1.4∶1.0∶1.1. The results can provide the theoretical basis for computing analysis and repair design of the traditional timber buildings in the South Yangtze River Regions.

Key words:South Yangtze River Regions;traditional timber building;ban mortise-tenon joint;mechanical property;non-linear finite element method

中圖分類(lèi)號(hào)：TU 366.2

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

作者簡(jiǎn)介：淳慶(1979—)，男，江蘇南京人，東南大學(xué)副教授，博士?通訊聯(lián)系人，E-mail:cqnj1979@163.com

*收稿日期：2014-12-20基金項(xiàng)目：國(guó)家自然科學(xué)基金重點(diǎn)資助項(xiàng)目(51138002);National Natural Science Foundation of China(51138002);國(guó)家自然科學(xué)基金面上資助項(xiàng)目(51578127)

文章編號(hào)：1674-2974(2016)01-0124-08