科创中国

木材是一种可再生的绿色建材，在建筑结构中具有广阔的应用前景。同时，我国也有大量传统木结构建筑留存至今，具有重要的文化价值。木材是一种各向异性的高度非线性材料，因而木结构的力学行为也较为复杂，给木结构的安全设计和校核带来了各种困难。数值方法是工程设计中常用的方法，但是由于木材在复杂应力状态下的响应较为复杂，目前尚没有一种能模拟木材复杂力学行为的本构关系模型，因此对于木结构节点、构件和结构的数值分析难以开展。 本成果通过建立三向弱耦合的屈服方程、结合屈服面转移理论和断裂力学理论的方式，解决了各向应力作用下木材的耦合响应如何计算的问题，可以用于三维实体模型在各种荷载和约束条件下的木材力学性能数值分析，达到国际领先水平。 总体而言，该技术具有通用性，可以用于传统和现代木结构等不同结构形式，可以用于构件、节点和结构等不同的层次，可以用于锯材、胶合木和竹材等木竹材料，具有较好的应用前景。