木材橫紋抗拉強(qiáng)度及其荷載持續(xù)時(shí)間效應(yīng)研究.pdf

1、木材的橫紋抗拉強(qiáng)度很低，在設(shè)計(jì)中應(yīng)予避免橫紋受拉的情況。但一些具有特殊外形的構(gòu)件（弧形梁和變截面梁的部分區(qū)域）或者一些機(jī)械式和膠粘式節(jié)點(diǎn)的附近，受荷時(shí)會(huì)不可避免地產(chǎn)生橫紋拉應(yīng)力。木材的荷載持續(xù)時(shí)間效應(yīng)（Duration Of Load，簡(jiǎn)稱DOL效應(yīng)）是木材和木制品不同于其它建筑材料的特點(diǎn)之一，即木材在荷載作用下，隨著荷載持續(xù)時(shí)間的增加，強(qiáng)度逐漸降低的現(xiàn)象。對(duì)于DOL效應(yīng)的研究，荷載模式通常為順紋受彎，關(guān)于橫紋受拉的DOL效應(yīng)，研究并不

2、是很多。因此開展木材短期橫紋受拉基本力學(xué)性質(zhì)以及長(zhǎng)期橫紋受拉DOL效應(yīng)的研究具有理論意義與實(shí)用價(jià)值。
　　本文首先基于層板木材柱面正交各向異性的材料力學(xué)性質(zhì)假設(shè)，同時(shí)采用理論與數(shù)值模擬結(jié)合的方法對(duì)木材層板以及四種不同層板組坯模式的膠合木橫紋受拉作用下的應(yīng)力進(jìn)行了分析。
　　介紹了較常用的DOL預(yù)測(cè)模型和蠕變模型。給出了兩種利用試驗(yàn)數(shù)據(jù)對(duì)DOL模型進(jìn)行參數(shù)校準(zhǔn)的方法——非線性最小二乘法和最大似然估計(jì)方法，并利用Matlab軟件

3、分別采用Gerhards模型、Foschi and Yao模型和Nielsen模型編制了模型參數(shù)校準(zhǔn)程序，并與有關(guān)文獻(xiàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行了驗(yàn)證。
　　對(duì)樟子松木材橫紋受拉試件進(jìn)行了短期單調(diào)加載試驗(yàn)，獲得了橫紋抗拉強(qiáng)度的分布情況——兩參數(shù)韋伯分布?；跇颖酒ヅ浞椒?，對(duì)匹配試件進(jìn)行長(zhǎng)期拉伸試驗(yàn)，獲得了長(zhǎng)期強(qiáng)度破壞數(shù)據(jù)和蠕變數(shù)據(jù)。利用已經(jīng)編制好的程序?qū)υ囼?yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，獲得了表征應(yīng)力比（長(zhǎng)期強(qiáng)度與短期強(qiáng)度的比值）與時(shí)間關(guān)系的DOL試驗(yàn)曲線和DOL

4、模型擬合曲線。結(jié)果表明，在前99天的試驗(yàn)期間內(nèi)，橫紋受拉DOL效應(yīng)要明顯弱于用于順紋受力的Madison曲線值，且Foschi and Yao模型和Nielsen模型可以較好的擬合試驗(yàn)曲線。利用有限元模擬的方法對(duì)試驗(yàn)現(xiàn)象以及試驗(yàn)結(jié)果給出了合理的解釋。分析表明，由于柱面正交各向異性和比較明顯的橫紋蠕變導(dǎo)致了內(nèi)部應(yīng)力重分布從而降低了橫紋受拉DOL效應(yīng)。
　　總結(jié)歸納了各國(guó)木結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范應(yīng)用DOL預(yù)測(cè)模型獲得DOL系數(shù)或DOL調(diào)整系數(shù)的