古建筑榫卯连接有多种形式,形态各异,其种类划分不仅与榫卯的功能有关,还与木构件所处的位置,构件之间的组合角度,结合方式等有直接关系。如柱根、童柱、瓜柱与梁架相交部位采用的管脚榫;额枋、顺梁、 金枋等与柱相交部位采用的燕尾榫;梁、柱相交部位采用的馒头榫;以及透榫、半榫、十字卡腰榫、十字刻半榫等等。这其中,最常用于梁柱构件“构木成架”的典型节点连接形式有直榫和燕尾榫两种,根据直榫是否穿透卯构件又细分为透榫和半榫。直榫,榫头无明显宽度变化,一般用于水平向安装,见图1 (a) 所示;燕尾榫榫头端部宽,根部窄,呈燕尾状,一般用于竖向安装,如图1 (b) 所示。一般认为,榫卯节点这种完全区别于现代结构的特殊构造,是使木结构古建筑获得较高抗震性能的原因之一[10 -12]。国内许多学者分别进行了大量燕尾榫节点和直榫 ( 透榫和半榫) 节点的低周往复加载试验,对榫节点的工作机制、滞回性能和破坏模式等进行了详细的分析。

文献[15]根据骨架曲线的变刚度特性和卸载阶段的滑移特性构造出恢复力模型。该模型从总体上划分为加载、卸载和再加载3个阶段。加载阶段节点的恢复力特性可用三折线表征,分别代表榫卯挤紧的初始滑移段,挤紧后至屈服的强化段,和屈服后的极限荷载的第3阶段 (见图3) 。各段刚度间的关系为K 2 = 4H137K 2 ,K 2 = 0. 407K 2 。卸载阶段为斜率等于K 2 的斜直线,每历经一个加载过程之后再加载时滑移量增加,但榫卯再次挤紧,刚度在加强后会沿与K 2 斜率平行的方向发展。再加载阶段以某方向卸载至弯矩为零时的残余变形为起点向反方向加载,与上一个循环的最高点直线相连。如果该点超过屈服点,则与此特征点相连,再沿骨架曲线前进。