正交胶合木板面内强度性能研究

正交胶合木板，亦称为交叉层压木板（Cross-Laminated Timber，简称CLT），是一种由单板在顺纹和横纹方向通过正交叠合胶合而成的木板。这种结构充分利用了木材在顺纹方向的抗拉和抗压强度，从而显著提升木材的稳定性和力学性能。研究正交胶合木板的面内强度性能，旨在探究木材种类及高宽比对正交胶合木板承载能力的影响。本研究基于复合材料力学中的Hoffman强度准则，分析了正交胶合木板中各单层木板的应力状态，并通过强度准则公式判断单层板的破坏顺序和极限荷载。 在研究中，研究者利用ABAQUS有限元软件建立了面内荷载作用下的正交胶合木墙体受力模型，通过模拟不同木材种类和不同高宽比对正交胶合木墙体的极限承载能力进行对比分析。结果表明，Hoffman强度准则能够有效地分析正交胶合木墙体的变形破坏模式，并能得出极限荷载。此外，使用弹性模量较高的树种，或减小墙体的高宽比均可以有效提高正交胶合木板的承载能力。 正交胶合木板的应用，为木结构建筑向中高层发展提供了可能性，并在欧洲、北美等地迅速发展，设计、生产和营销体系逐渐成型。CLT作为一种建筑材料，在市场上的竞争力不容忽视，被认为是传统钢筋混凝土结构的有效替代品之一。CLT板强度性能的分析，对确定板的等效弹性模量、模拟各单板的破坏模式以及确定最终的极限荷载具有重要意义。 正交胶合木板的研究不仅涉及材料本身性能的分析，还促进了木材资源利用的多样化与本地化，推动了CLT建筑的推广与持续发展。此外，研究还关注产品截面设计的最优化，以有效节约木材资源，推动产品标准化生产与配套机械设备的研发，以及设计准则与评价标准的不断完善。 文章的作者介绍指出，研究者李敏为南京工业大学现代木结构研究所的硕士研究生，主要研究方向为木结构理论。另一位研究者陆伟东，为南京工业大学土木工程学院教授，博士生导师，研究方向为木结构与抗震。这项研究获得了国家自然科学基金面上项目的资助。 引言部分还提到了徐博瀚的研究工作，他系统地介绍了木材在单轴、双轴以及多轴应力状态下的强度准则，这些准则包括最大应力准则、最大应变准则、Hill屈服准则、Hill型强度理论、Tsai-Wu准则、vanderPut强度准则等。这些强度准则为分析材料在不同受力状态下的强度提供了理论基础。 总而言之，正交胶合木板作为一种新兴的建筑材料，在建筑工程领域具有广泛的应用前景。通过对正交胶合木板面内强度性能的研究，不仅可以提高建筑物的安全性和稳定性，还能有效利用和节约木材资源，推动木结构建筑技术的创新与进步。