受弯木构件整体稳定性研究

来源 :哈尔滨工业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:plghqr
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我国尚未开展受弯木构件整体稳定性能的研究,现有设计计算理论对受弯构件并未进行侧向稳定验算。只是在压弯构件和偏心受压构件的出平面稳定验算中,借用了美国关于受弯构件的侧向稳定系数计算式。本文对规格材受弯构件进行了整体稳定性试验和有限元模拟研究,提出了受弯构件整体稳定系数的建议设计计算式。  进行了70根截面规格为2×10和2×12的NO.2级SPF规格材简支梁的整体稳定性试验,获得了全部试件的整体稳定承载力、破坏模式和变形特征。后从原试件上截取规定长度的材料,进行了40个试件的足尺拉伸材性试验和140个试件的足尺压缩材性试验,获得了所有试件的强度和破坏特征。  通过 ANSYS软件建立了规格材简支梁的有限元模型,建立了木材的正交各向异性、抗拉和抗压强度不等、抗拉时为脆性而抗压时为理想弹塑性的本构关系模型。将有限元模型的计算结果与弹性稳定理论和试验结果对比,验证了有限元模型的正确性。以Monte Carlo法建立随机有限元模型,经计算分析得到整体稳定承载力的分布规律和统计结果。  对随机有限元模拟得到的六组稳定系数用最小二乘法进行拟合,对修订中的我国木结构设计规范可能采用的三套强度设计指标分别给出了本文建议的统一整体稳定系数设计计算式。对长梁,所提出的计算式拟合的效果较好,与欧洲木结构设计规范EC5比较接近;对短梁,本文建议的公式偏于保守。
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