目前,隨著我國政府對節(jié)能環(huán)保的日益重視,膠合木材料作為一種綠色環(huán)保材料必將具有良好的應用前景。膠合木是現(xiàn)代木結構主要材料,它具有強度高、構件尺寸與截面形狀不受限制、實現(xiàn)劣材優(yōu)用、受力性能好、綠色環(huán)保等優(yōu)點。但是由于膠合木的材料特性問題,膠合木梁在荷載作用下通常發(fā)生底部受拉破壞,而上部材料的抗壓強度卻沒有得到充分利用。其次,純膠合木梁的承載力低、變形較大,不一定能滿足實際需要。針對上述問題,本文以鋼板/FRP板作為增強材料,并構造出一種層疊梁單元來研究鋼板/FRP板增強膠合木梁的受力性能。本論文研究工作和結論如下:以Timoshenko梁理論為基礎,推導出了Timoshenko層疊梁形函數(shù),然后使用Timoshenko’s層疊梁函數(shù)作為鋼板/FRP板增強膠合木梁單元的形函數(shù)。并根據(jù)膠合木的構造特點,建立了一個簡單的兩節(jié)點層疊梁單元。使用建立的層疊梁單元能夠模擬淺梁和中深梁,單元模型也可有效避免剪力自鎖現(xiàn)象,同時建立的單元中考慮了材料非線性和幾何非線性性質。將該位移插值函數(shù)代入幾何方程中獲得應變矩陣,然后再采用T.L格式求得切線剛度矩陣,最后成功的建立了鋼板/FRP板增強膠合木梁的有限元模... 

【文章來源】：廣州大學廣東省

【文章頁數(shù)】：113 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

故宮太和殿

第一章 緒論木材是世界上一種影響深遠的建筑材料，也是中國傳統(tǒng)的建筑材料。我國的木建筑有著幾千年的發(fā)展歷史，最早的木結構是使用木柱和茅草建成的茅草房，這類木建筑可追溯到半坡仰韶文化時期，到秦、漢時期，傳統(tǒng)建筑的木結構（椽，斗拱，枋等）已經(jīng)在多樣化的基礎上形成了最基本的模式[1]。在唐代，山西五臺山佛光寺大殿反應了木結構建筑發(fā)展到了成熟時期。宋朝時期，李誡作著作的《營造法式》對于建筑的選材、骨架、尺寸都有詳細周全的規(guī)定，是一本關于中國建筑設計與施工的指導書，同時奠定了中國建筑的理論體系，并對越南、緬甸、朝鮮、韓國、日本等國家的建筑產(chǎn)生了深遠的影響[2]。明、清的木結構建筑在此基礎上變得更加的簡練與精美，其中以宮殿與寺廟為典型代表，保存至今的有應縣木塔、平順大云院、大同華嚴寺、五臺佛光寺、蘇州玄妙觀、故宮太和殿等。這些建筑以高超的工藝與優(yōu)美的造型，具有極高的藝術和文化價值。

兼具良好使用性能和優(yōu)良環(huán)境協(xié)調性的材料。作為建筑材料之一的木材正是這方面佼者，在性能相同條件下對膠合木和鋼材生產(chǎn)所需要消耗的能源進行比較，生產(chǎn)具同性能的 1m2膠合板外墻和鋼板外墻的制造能源分別為 72MJ 和 165MJ，其碳排放別為 1.7kg 和 3.3kg。用木質材料生產(chǎn)具有相同性能的建筑材料，其能源消耗和 C放量的顯著優(yōu)勢由此可見一斑。加之木材的固碳作用非常明顯，1m3木材可固定碳，需要吸收 0.92t 的 CO2。1.2.3 結構膠合木的應用在日本、加拿大、歐美等這些林業(yè)發(fā)達國家中，現(xiàn)代木結構住宅在民用住宅中到廣泛的使用，不僅在建筑風格方面，還是結構體系、建造方式上均有各自特色，成為當今木結構建筑設計和建造的標桿。林業(yè)發(fā)達的這些國家新建的木結構建筑所比例非常高，例如：日本木結構住宅占到了 45%、歐洲的部分國家 1~2 層的建筑中構達到了 90%、在美國和加拿大的木結構住宅高達 80%。同時在這些國家中，木材工、木結構的建造安裝，建筑水平已相對成熟，除了建造基本的木質別墅外，木結向大型商業(yè)和工業(yè)建筑以及學校、體育場館及橋梁建筑方向發(fā)展[6]。

【參考文獻】：
期刊論文
[1]鋼板增強膠合木梁的抗彎性能[J]. 楊昕卉,薛偉,郭楠.  吉林大學學報(工學版). 2017(02)
[2]體外預應力膠合木梁抗彎性能試驗研究[J]. 楊會峰,朱文祥,郝建東,徐偉.  南京工業(yè)大學學報(自然科學版). 2016(05)
[3]膠合木植筋節(jié)點黏結錨固可靠度分析與設計建議[J]. 凌志彬,劉偉慶,楊會峰.  南京工業(yè)大學學報(自然科學版). 2016(05)
[4]落葉松膠合木力學性能試驗研究[J]. 周佳樂,馮新,周先雁.  中南林業(yè)科技大學學報. 2016(08)
[5]預應力配筋膠合木梁受彎性能試驗[J]. 左宏亮,孫旭,左煜,郭楠.  東北林業(yè)大學學報. 2016(02)
[6]膠合木梁抗彎承載力分析[J]. 周先雁,曹磊,曾丹,何朝紅.  建筑結構. 2015(22)
[7]FRP加固木結構研究和應用綜述[J]. 邵勁松,薛偉辰,劉偉慶,王樂.  玻璃鋼/復合材料. 2015(04)
[8]預應力膠合木張弦梁受彎性能有限元分析[J]. 左宏亮,楊穎偉,郭楠,何東坡.  遼寧工程技術大學學報(自然科學版). 2015(03)
[9]基于有限元法超細木粉的力學分析[J]. 楊冬霞,范長勝.  森林工程. 2015(02)
[10]玄武巖纖維復合材料對膠合木梁受彎性能的影響[J]. 左宏亮,卜大偉,郭楠,何東坡.  東北林業(yè)大學學報. 2015(04)

博士論文
[1]鋼板增強膠合木梁受彎性能及設計方法研究[D]. 楊昕卉.東北林業(yè)大學 2016
[2]CFRP-木材復合材界面力學特性研究[D]. 楊小軍.南京林業(yè)大學 2012
[3]FRP加固負載混凝土梁的抗彎性能及剝離行為研究[D]. 賀學軍.中南大學 2007
[4]碳纖維片材加固鋼筋混凝土梁抗彎性能與剝離破壞研究[D]. 李貴炳.浙江大學 2006

碩士論文
[1]配筋膠合木梁受彎性能試驗研究[D]. 孫旭.東北林業(yè)大學 2016
[2]膠合木梁抗彎疲勞性能試驗研究[D]. 蔡佳濃.中南林業(yè)科技大學 2015
[3]膠合木材料力學性能研究[D]. 蔡競.大連理工大學 2014
[4]曲梁單元的理論研究及其在橋梁中的應用[D]. 張志明.長沙理工大學 2014
[5]簡支梁經(jīng)典理論適用性的研究[D]. 周杰.華南理工大學 2013
[6]花旗松膠合木構件主要力學性能研究[D]. 張磊.天津大學 2012
[7]預應力積成材的承載能力研究[D]. 馬佳.北京交通大學 2011
[8]FRP加固木梁抗彎性能的試驗研究[D]. 李飛.華僑大學 2009
[9]CFRP材料加固木梁性能研究[D]. 姬卓.上海交通大學 2009
[10]膠合木梁中溫度與濕度應力的研究[D]. 陳旭.哈爾濱工業(yè)大學 2008



本文編號：3222621