现存的传统村落木结构民居,由于受风雨侵蚀及战乱、地震、火灾的破坏,发生不同程度的损伤和破坏,榫卯节点残损情况直接影响整个民居房屋结构的安全.以北方地区传统村落"四梁八柱"木结构民居榫卯节点(馒头榫)为研究对象,考虑不同残损类型及程度,制作5个足尺梁柱节点模型,通过拟静力低周往复加载试验研究其破坏模式、弯矩-转角滞回响应及骨架曲线、加载刚度、变形、强度及耗能能力等力学性能.试验结果表明:馒头榫节点破坏模式表现为榫头拔出、榫与卯口挤压变形;相比于完好节点,残损馒头榫节点抗弯承载力、加载刚度和耗能能力明显降低,且"捏拢"效应加剧;榫头松动是导致节点力学性能降低的直接原因;垂直加载方向虫蛀节点力学性能劣化程度强于平行加载方向虫蛀节点,更易导致耗能能力降低.

为了解北方地区传统民居抬梁式木构架的抗震性能,制作了三榀足尺木构架模型,开展了低周往复的拟静力抗侧试验,研究木构架的受力特征、滞回曲线、骨架曲线、强度和刚度的退化、耗能规律等,揭示不同柱基础及荷载条件对木构架抗侧力性能的影响.研究结果表明:馒头榫连接的木构架是一种变刚度的摇摆体系,主要的表现形式为柱脚翘起,馒头榫节点的拔榫量;木构架竖向荷载下存在明显的P-△二阶效应,该影响不可忽略;在大变形下由于二阶效应不能自己复位,主要借助外部荷载进行复位;允许柱脚滑移使木构架在低周往复水平荷载下表现出更为明显的摇摆特性,相比柱脚限制的情况耗能能力减弱,捏拢效应更为严重,但在一定程度上保护馒头榫节点;竖向荷载增大有助于提升木构架的抗侧性能;作为山墙位置的木构架竖向荷载偏小,容易导致木构架的抗侧承载力与耗能能力不足.研究成果将为北方传统村落"四梁八柱"木结构民居抗震性能的评估、修缮与加固提供科学依据.