考虑地震应变率效应的木材单轴受压本构模型

摘要

地震作用下木结构的精细化分析应考虑木材的应变率效应.为确定地震应变率对木材单轴受压力学性能的影响，选取落叶松和樟子松两种木材，分别设计了横纹试件与顺纹试件，通过其在地震应变率10^-3 s^-1、10^-2 s^-1、10^-1 s^-1和准静态应变率10^-4 s^-1作用下的单轴受压试验，研究了木材应力-应变关系、破坏模式、弹性模量、抗压强度等的变化规律.结果表明：木材抗压强度、弹性模量的单轴受压地震应变率效应明显；随着地震应变率水平的增大，木材抗压强度提高更为显著.进一步建立了考虑地震应变率效应的木材单轴受压本构模型，编写了相应的UMAT子程序，并将其嵌入ABAQUS有限元软件中.在此基础上，对木材进行了单轴受压数值模拟，模拟结果与试验结果吻合较好，验证了本构模型、UMAT子程序的正确性.研究成果可为木结构的抗震分析提供本构支持.

关键词

木材 / 地震应变率 / 单轴受压 / 本构模型 / UMAT子程序