钢-木组合构件是以钢材为核心受力材料、木材为面层材料,采用对拉螺栓连接的方式使得两者协同变形,主要由钢板承受外部荷载的一种组合构件类型。钢-木组合构件受力性能良好且外观优美,是集功能及外观于一体的优良组合构件。本文的主要内容如下： 首先,阐述了钢、木结构各自的优缺点,提出了钢-木组合构件的设计思想,分析了钢-木组合构件的受力性能和特点。 其次,对钢-木组合悬臂梁进行了试验研究。发现在外荷载作用下,测得的钢板应变值均能很好地符合平截面假定,组合梁具有较好的整体稳定能力,木板的侧限作用保证了钢板梁在达到材料屈服强度之前不会发生整体和局部屈曲破坏,这说明钢-木组合构件的设想是可行的。钢板梁的应力接近且略小于有限元计算结果,这与试验前的预测相一致。 第三,运用有限元分析软件ANSYS建立了梁和柱两种有限元计算模型,考虑几何非线性和材料非线性进行了分析,并对组合梁试验结果及有限元计算结果进行了对比分析研究。计算分析揭示了钢-木组合构件比相应的纯钢构件具有更加良好的抗失稳能力,而与试验结果的对比说明考虑接触效应的有限元计算能够较好地反映构件的受力状态。对于有限元计算和试验结果的差别,也给出了定性的判断。 最后,在理论上对组合构件进行了初步设计。首先,对于组合梁的设计,运用受弯构件的弯扭屈曲理论,计算为防止钢板发生整体失稳所需木板的厚度,用能量法推导了钢-木组合构件中薄壁金属单板屈曲临界应力的计算公式,并得到了其屈曲系数的表达式,以按照钢板的节间局部屈曲条件确定螺栓的间距；其次,对于组合柱的设计,运用了屈曲约束支撑的理论设计了木板的尺寸,以防止钢板发生屈曲。