膠合木軸心受壓柱穩(wěn)定承載力數(shù)值模擬及設(shè)計方法研究.pdf

1、本文利用壓桿撓曲線法(CDC法)建立數(shù)值計算模型，對膠合木軸心受壓柱的穩(wěn)定承載力進(jìn)行了數(shù)值分析。主要完成了以下幾個方面的工作：
　?、俨捎肅DC法建立了數(shù)值計算模型，在算法上對傳統(tǒng)的CDC法做了較大的改進(jìn)：在桿件的層面上建立變形與荷載的關(guān)系以及在截面的層面上建立彎矩-壓力-曲率的關(guān)系。同時在模型中考慮了木節(jié)的影響，木節(jié)的位置由自編程序隨機(jī)產(chǎn)生，以模擬實際工程中木節(jié)在構(gòu)件中的隨機(jī)分布。通過計算發(fā)現(xiàn)：木節(jié)的位置對穩(wěn)定承載力有較大的影響

2、。
　?、诒菊n題屬于國家自然科學(xué)基金項目，前期共做過兩批膠合木軸心受壓柱的穩(wěn)定承載力試驗：一是歐洲云杉膠合木軸心受壓柱穩(wěn)定承載力試驗，二是北美花旗松膠合木軸心受壓柱穩(wěn)定承載力試驗。通過代入試驗的初始數(shù)據(jù)，利用數(shù)值計算模型計算出理論的數(shù)值計算結(jié)果，并與試驗結(jié)果進(jìn)行對比驗證了模型的正確性和合理性。
　?、鄯治隽吮緲?gòu)模型、初始幾何缺陷、力學(xué)性能、木節(jié)和截面尺寸這5個影響因素對膠合木軸心受壓柱穩(wěn)定承載力的影響。通過比較最終選用Glo

3、s本構(gòu)進(jìn)行分析計算。在分析初始幾何缺陷時，分別計算比較了3種初偏心和3種初彎曲下的穩(wěn)定承載力。計算表明，初始幾何缺陷的影響較大。在分析力學(xué)性能時，計算了4個樹種等級的穩(wěn)定承載力，并分析了材料變異性對穩(wěn)定承載力的影響。計算表明，4個樹種等級的柱子曲線當(dāng)橫坐標(biāo)采用相對長細(xì)比時相差較小，材料變異性的影響可以忽略不計。在分析木節(jié)時，分析計算了木節(jié)尺寸和木節(jié)率對穩(wěn)定承載力的影響。計算表明，木節(jié)尺寸越大、木節(jié)率越高，對穩(wěn)定承載力的降低幅度越大。在分

4、析截面尺寸的影響時，計算了層板寬度和層板數(shù)對穩(wěn)定承載力的影響。計算表明，截面尺寸的影響較小，可以忽略不計。
　?、苡嬎懔四z合木同等組合強(qiáng)度等級所用的4個樹種等級、2個層板材質(zhì)等級共8個強(qiáng)度等級的軸心受壓穩(wěn)定承載力。將計算的數(shù)據(jù)點與我國《木結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》GB-50005-2003、《膠合木結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)范》GB/T50708-2012、美國《木結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》（NDS）和歐洲《木結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》的軸心受壓桿件的穩(wěn)定計算公式進(jìn)行對比。然后用Y