【摘 要】
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进入新世纪以来,土木建筑领域的绿色规划、绿色设计和绿色建设深度推进,木—混凝土组合结构的发展与应用前景广泛。木一混凝土组合结构作为一种新型的组合结构,其受力状况复杂,数值分析困难,局限性大。同时,为了探究木梁截面上的应力和应变分布规律,本文基于分层有限单元法,对木一混凝土组合结构的分层有限元方法进行了研究。本文以木—混凝土组合梁单元为基础,引入分层理论,建立了木—混凝土组合梁分层有限元模型,进行了
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进入新世纪以来,土木建筑领域的绿色规划、绿色设计和绿色建设深度推进,木—混凝土组合结构的发展与应用前景广泛。木一混凝土组合结构作为一种新型的组合结构,其受力状况复杂,数值分析困难,局限性大。同时,为了探究木梁截面上的应力和应变分布规律,本文基于分层有限单元法,对木一混凝土组合结构的分层有限元方法进行了研究。本文以木—混凝土组合梁单元为基础,引入分层理论,建立了木—混凝土组合梁分层有限元模型,进行了木—混凝土组合梁材料非线性的研究。同时,得到了木梁截面上应力和应变的分布规律。论文主要工作如下:(1)采用弹性连接的组合梁变形理论,对不同截面类型的组合梁进行截面换算,得到不同荷载工况下截面应变和曲率的解析解。(2)基于能量原理,考虑混凝土板和木梁的变形能和弹簧单元的弹性势能,推导了考虑滑移效应的木—混凝土组合梁单元线性刚度矩阵。运用有限单元法,建立木—混凝土组合梁的有限元列式。(3)在木—混凝土组合梁单元基础上,引入分层理论,建立了木—混凝土组合梁分层有限元模型。在该模型中,沿梁高方向进行分层,考虑混凝土和木材的非线性本构关系,修正组合梁单元线性刚度矩阵,得到了组合梁单元非线性刚度矩阵,提出了组合梁材料非线性问题的有限元求解方法。(4)以木—混凝土组合梁分层有限元模型为基础,利用FORTRAN语言编写了相应的有限元程序,对试验梁进行数值计算。计算结果与试验测试结果吻合良好,验证了有限元方法和计算程序的正确性。
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