木材橫紋抗拉強度及其荷載持續(xù)時間效應(yīng)研究.pdf

1、木材的橫紋抗拉強度很低，在設(shè)計中應(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）或者一些機械式和膠粘式節(jié)點的附近，受荷時會不可避免地產(chǎn)生橫紋拉應(yīng)力。木材的荷載持續(xù)時間效應(yīng)（Duration Of Load，簡稱DOL效應(yīng)）是木材和木制品不同于其它建筑材料的特點之一，即木材在荷載作用下，隨著荷載持續(xù)時間的增加，強度逐漸降低的現(xiàn)象。對于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)以及長期橫紋受拉DOL效應(yīng)的研究具有理論意義與實用價值。
　　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)，同時采用理論與數(shù)值模擬結(jié)合的方法對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)測模型和蠕變模型。給出了兩種利用試驗數(shù)據(jù)對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)行了驗證。
　　對樟子松木材橫紋受拉試件進(jìn)行了短期單調(diào)加載試驗，獲得了橫紋抗拉強度的分布情況——兩參數(shù)韋伯分布?；跇颖酒ヅ浞椒ǎ瑢ζヅ湓嚰M(jìn)行長期拉伸試驗，獲得了長期強度破壞數(shù)據(jù)和蠕變數(shù)據(jù)。利用已經(jīng)編制好的程序?qū)υ囼灁?shù)據(jù)進(jìn)行處理，獲得了表征應(yīng)力比（長期強度與短期強度的比值）與時間關(guān)系的DOL試驗曲線和DOL

4、模型擬合曲線。結(jié)果表明，在前99天的試驗期間內(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曲線。利用有限元模擬的方法對試驗現(xiàn)象以及試驗結(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)歸納了各國木結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范應(yīng)用DOL預(yù)測模型獲得DOL系數(shù)或DOL調(diào)整系數(shù)的