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1. 研究目的与意义
本课题致力于研究破坏截面的应力与应变分布特征,考虑复合材料非线性软化,给出类木复合材料(以PSB为例)破坏截面应力分布均匀性系数公式。
近年来,由于对自然环境的关心和保护,国际社会节能减排的迫切要求,建筑工程中竹木结构作为一种绿色环保建筑越来越受到人们的关注。但是,传统竹材和木材不能满足作为目前建筑材料的要求,而类木复合材料有更加优越的性能,能够制作成承重构件应用于结构中,因此研究其结构性能有利于实际工程计算和应用中,设计人员能更好地了解材料性能,有合理可靠的理论模型可供参考。
2. 国内外研究现状分析
类木复合材料是指木材、木基或竹基复合材料,主要报告实木、LVL、PSL、重组竹和竹集成材等。类木复合材料的显著特点是其顺纹受压的非线性及拉压本构关系的非对称性。为了计算类木复合材料梁-柱构件的承载力,南京林业大学黄东升教授定义了一个破坏截面应力分布均匀性系数,导出了类木复合材料梁-柱构件的承载力计算公式。该公式采用二次曲线模拟非线性受压本构关系,没有考虑材料的非线性软化。
3. 研究的基本内容与计划
研究内容:
本课题结合前期试验,通过数值模拟和理论分析,考虑类木复合材料的非线性应力-应变关系与拉压非对称性,以四点弯曲重组竹梁为例,研究破坏截面的应力与应变分布特征,给出破坏截面的应力分布均匀性系数。
研究计划:
4. 研究创新点
论文以类木复合材料梁-柱构件为研究对象,这种类木复合材料的性能优于传统的竹、木制品,突破了传统竹材、木材仅应用于建筑装饰材料的局限性,更好适用于竹、木结构以及其它相关组合结构。
类目复合材料的结构性能并不像传统建材一样为设计人员所了解。由均匀的、或各向同性材料做成的梁-柱构件,传统理论已经提出了其结构性能的分析方法,但由于类木复合材料属于各向异性材料,上述方法不再适用,论文中计算的系数和提出的理论模型很好地适用于拉、压性能不同,各向异性材料的工程计算和理论分析。
