当前位置:主页 > 科技论文 > 建筑工程论文 >

基于嵌压和摩擦机理的传统木结构透榫节点模型化研究

发布时间:2019-06-28 11:47
【摘要】:木材在横纹方向上受到压力的作用会发生嵌压变形,嵌压变形的体积与材料的加压面积、边端距以及材料厚度之间存在关系,而通过嵌压区域的变形体积可以计算出嵌压力的大小,这就是木材嵌压理论。根据嵌压的形式,可以分为均匀嵌压和三角嵌压,均匀嵌压是指,嵌压力在嵌压区域内均匀分布,三角嵌压是指,嵌压力在嵌压区域内呈三角形分布。在木结构榫卯节点受力转动过程当中,榫头嵌压形式多为三角嵌压。在这一过程当中,阻止榫头转动的抵抗力之一就是嵌压力,当然抵抗力还包括由于榫头与卯口相互滑移而产生的摩擦力。因此研究木结构榫卯节点的受力机理,可以借助木材嵌压理论,利用嵌压力与嵌压变形体积之间的关系,建立木结构榫卯节点弯矩—转角方程式。由于嵌压变形体积与材料的几何尺寸有关,近而可以对木结构榫卯节点进行参数化研究。为了实现这一过程,笔者从之前课题组的试验入手,认真观察试验现象,从而建立台阶透榫受力转动过程当中几何变形关系,建立了台阶透榫转动过程当中,嵌压区域长度与转角之间的关系,建立嵌压力与转角之间的关系,最终以转动刚度的形式得出了台阶透榫的弯矩—转角关系式,研究了榫卯节点的半刚性特点。并利用ABAQUS有限元软件对整个试验过程进行模拟,以方便之后的参数化研究。在观察试验现象和对试验数据分析后得知,台阶透榫转动过程当中的屈服转角是由于榫头嵌压屈服发生嵌压屈服,极限转角是由于榫根处材料达到强度极限所致。因此本文利用了 Yamada—Sun强度准则,分析了榫根处材料达到强度极限时的榫头受力情况。
[Abstract]:The compression deformation of wood will occur under the action of pressure in the transverse grain direction. there is a relationship between the volume of compression deformation and the compression area, edge distance and material thickness of the material. The deformation volume of the embedded area can be used to calculate the size of the embedded pressure, which is the theory of wood entrapment. According to the form of embedded pressure, it can be divided into uniform pressure and triangular pressure. Uniform pressure refers to the uniform distribution of embedded pressure in the embedded pressure area, triangular pressure refers to the triangular distribution of embedded pressure in the embedded pressure region. In the process of stress rotation of tenon and tenon joint of wood structure, most of the tenon embedded forms are triangular embedded compression. In this process, one of the resistance to prevent the tenon from turning is the embedded pressure, and of course the resistance also includes the friction caused by the slippage between the tenon and the morsel. Therefore, by studying the stress mechanism of tenon and tenon joints of wood structure, the bending moment rotation angle equation of tenon and tenon joint of wood structure can be established by using the relationship between embedded pressure and compression deformation volume. Because the compression deformation volume is related to the geometric size of the material, it is possible to study the parameters of the tenon and tenon joints of the wood structure. In order to realize this process, the author starts with the test of the previous research group, carefully observes the test phenomenon, thus establishes the geometric deformation relationship in the process of step tenon rotation, establishes the relationship between the length of the embedded pressure area and the rotation angle, establishes the relationship between the embedded pressure and the rotation angle, and finally obtains the bending moment-rotation angle relation of the step tenon in the form of rotating stiffness. The semi-rigid characteristics of tenon and tenon joints are studied. ABAQUS finite element software is used to simulate the whole test process in order to facilitate the subsequent parametric research. After observing the test phenomenon and analyzing the test data, it is found that the yield angle in the process of step tenon rotation is due to the embedded tenon compression yield, and the limit rotation angle is caused by the strength limit of the material at the tenon root. Therefore, in this paper, the Yamada-Sun strength criterion is used to analyze the tenon stress when the material at the tenon root reaches the strength limit.
【学位授予单位】:昆明理工大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2017
【分类号】:TU366.2

【参考文献】

相关期刊论文 前10条

1 赵均海,俞茂宏,杨松岩,孙家驹;中国古建筑木结构斗拱的动力实验研究[J];实验力学;1999年01期

2 刘一星,则元京,,师冈淳郎;木材横纹压缩大变形应力-应变关系的定量表征[J];林业科学;1995年05期

3 高大峰,赵鸿铁,薛建阳,张鹏程;中国古建木构架在水平反复荷载作用下变形及内力特征[J];世界地震工程;2003年01期

4 张鹏程,赵鸿铁,薛建阳,高大峰;斗结构功能试验研究[J];世界地震工程;2003年01期

5 高大峰,赵鸿铁,薛建阳,张鹏程;中国古代大木作结构斗竖向承载力的试验研究[J];世界地震工程;2003年03期

6 高大峰,赵鸿铁,薛建阳,张鹏程;中国古建木构架在水平反复荷载作用下的试验研究[J];西安建筑科技大学学报(自然科学版);2002年04期

7 方东平,俞茂捫,宫本裕,岩崎正二,彦坂熙;木结构古建筑结构特性的计算研究[J];工程力学;2001年01期

8 俞茂宏;古建筑结构研究的历史性、艺术性和科学性 第十三届全国结构工程学术会议特邀报告[J];工程力学;2004年S1期

9 潘兴庆;陶忠;潘文;杨晓东;;云南宁洱6.4级地震村镇民居震害分析[J];四川建筑科学研究;2007年S1期

10 何玲;潘文;杨正海;陶忠;孟萍;;村镇木结构房屋震害及抗震技术措施[J];工程抗震与加固改造;2006年06期

相关博士学位论文 前1条

1 陈志勇;应县木塔典型节点及结构受力性能研究[D];哈尔滨工业大学;2011年

相关硕士学位论文 前9条

1 张联霞;传统木结构榫卯节点模型化试验研究[D];昆明理工大学;2016年

2 杨淼;传统木结构榫卯节点静力和动力模型研究[D];昆明理工大学;2016年

3 栾力文;传统木结构节点区摩擦耗能机理及力学模型化有限元研究[D];昆明理工大学;2014年

4 王丹;传统木结构节点区摩擦耗能机理及力学模型化试验研究[D];昆明理工大学;2014年

5 秦良彬;基于木材嵌压理论的典型穿斗木构架节点静力特性研究[D];昆明理工大学;2012年

6 张伟;木结构建筑梁柱节点力学性能与抗震研究[D];昆明理工大学;2010年

7 张龙飞;木材嵌压实验及其理论研究[D];昆明理工大学;2010年

8 闫辉;与木结构延性节点抗震设计有关的木材嵌压试验及理论研究[D];昆明理工大学;2008年

9 魏国安;古建筑木结构斗h1的力学性能及ANSYS分析[D];西安建筑科技大学;2007年



本文编号:2507280

资料下载
论文发表

本文链接:https://www.wllwen.com/jianzhugongchenglunwen/2507280.html


Copyright(c)文论论文网All Rights Reserved | 网站地图 |

版权申明:资料由用户b83f5***提供,本站仅收录摘要或目录,作者需要删除请E-mail邮箱bigeng88@qq.com