傳統(tǒng)木結(jié)構(gòu)中榫卯構(gòu)架的抗側(cè)性能分析.pdf

1、中國(guó)傳統(tǒng)木結(jié)構(gòu)的研究主要以實(shí)驗(yàn)研究為主，計(jì)算機(jī)仿真模擬為輔。然而，由于實(shí)驗(yàn)的場(chǎng)地環(huán)境、設(shè)備和研究方向的不同，各種研究推導(dǎo)出來(lái)的理論模型離散性較大，適用條件也有所不同。為了研究榫卯節(jié)點(diǎn)的工作機(jī)制以及榫卯木構(gòu)架的受力特點(diǎn)，采用有限元軟件進(jìn)行仿真模擬是一種可行的高效研究手段。
　　 目前國(guó)內(nèi)的有限元仿真模擬大致可分為兩類:一類是在實(shí)驗(yàn)研究的基礎(chǔ)上通過(guò)定義和引入反映榫卯節(jié)點(diǎn)特性的半剛性節(jié)點(diǎn)單元，建立反映傳統(tǒng)木構(gòu)特性的三維有限元計(jì)算模型和

2、分析方法，自行開發(fā)有限元軟件，如SAFATS;第二類是采用變剛度單元模擬真實(shí)木結(jié)構(gòu)梁柱的榫卯連接，將變剛度單元引入有限元程序分析。這些研究雖然取得了一定的成果，但仿真模擬依然是建立在實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上的，所有的有限元分析假定都是以宏觀的受力變形為依據(jù)，從本質(zhì)上講，這樣的仿真模擬并未真實(shí)反映出木材的材料力學(xué)性質(zhì)，沒(méi)有準(zhǔn)確地反映木材正交各向異性的特性，更未體現(xiàn)木材材料在順紋和橫紋方向應(yīng)力——應(yīng)變的本構(gòu)關(guān)系。
　　 本文運(yùn)用ANSYS軟

3、件中的實(shí)體單元模擬梁柱，選擇能夠最為真實(shí)地模擬木材材料性能的材料模型，建立榫卯木構(gòu)架模型進(jìn)行全仿真模擬，獲取榫卯節(jié)點(diǎn)受力變形的工作機(jī)理，反映出榫卯節(jié)點(diǎn)半剛性的連接特性，并以此為依據(jù)，揭示了榫卯木構(gòu)架的抗側(cè)承載能力由半剛性連接的榫卯節(jié)點(diǎn)工作機(jī)制所決定。在證實(shí)有限元模型合理性的基礎(chǔ)上，又對(duì)榫頭和榫頸的構(gòu)造形式進(jìn)行了參數(shù)化分析，研究?jī)烧叱叽绲淖兓瘜?duì)榫卯木構(gòu)架的抗側(cè)承載能力的影響程度。
　　 文章最后對(duì)榫卯木構(gòu)架的可靠度進(jìn)行了初步的探索