胶合木直梁的层叠单元有限元分析与参数研究

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近年来,由于胶合木具有强重比高、抗震、耐火、美观、优良的环境性能等优点,同时,随着胶合木结构技术的引进,以及我国胶合木加工企业的不断发展,胶合木结构在国内许多地方得到大量使用。因此,开展对胶合木结构的研究分析具有重要的意义,但是目前,国内外对胶合木结构的研究仍然较少,且主要侧重于对胶合木梁的试验研究,而针对于胶合木结构的有限元分析则是少之又少,因此开展对于胶合木梁的有限元分析与研究是十分迫切且必要的。本文首先阐述了有限元相关理论,介绍了有限元程序分析的基本组成、编制要求,Fortran语言的程序说明,重点对新型胶合木梁单元理论进行了深入、详细的分析研究,然后选取现有论文中关于胶合木结构的试验结果,通过运用Fortran语言编程,对胶合木结构进行有限元分析,得出的荷载-挠度曲线结果与试验结果做对比,从而验证了新型胶合木梁有限元模型的正确性。其次,在有限元分析的基础上,对胶合木直梁进行参数有限元分析。分别设计研究了不同截面高宽比、不同截面形式和不同的跨高比对其受弯性能的影响。采用三分点加载方案进行参数有限元分析,提取相应的荷载-挠度曲线、截面应力分布及其破坏过程进行对比,分析胶合木梁在不同构造参数下对其受弯性能的影响,并根据有限元分析结果得到的胶合木梁性能参数进行数值模拟研究,进一步获得胶合木梁的合理形式,并得出以下结论:胶合木直梁的承载力会随着高宽比、截面高度的增大而提高,而跨高比的减小对胶合木直梁的承载力提高明显,另外,组合截面是影响胶合木直梁受弯性能的重要因素之一。
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