安全验证
5  构】件计算 ! ?。 5.1 》 轴心?受,拉和轴心受压—构件 【 : 5.1.》1  考《虑到受拉构件—在,设计:时总是验《。算有螺孔或齿—槽的部位《故将考虑孔槽应力集!中影响的应力集中】系数直接《包含在木材》抗拉:强度设计值的—数值内这样不但方】便也不至《于漏乘 《 ?。。     计算】受拉构件的净截【面面积An时—考虑:有缺孔木《材受拉时有》“迂回”破》坏的特征《(图3)故规定【应将分布在150m!m长度上的》缺孔投?影在同?一截面上《扣除其所以定—为150m》m是考虑到与—本标准附录》表A.1《.1中有关木节的规!定相一致《 : 《。    《计算受?。拉下弦?支座节点处的—净截面面积An时】应将槽齿和保险【螺栓:的削弱一并扣—除,(图4) — —。 5.1.】2、5.1.3【  对轴心受压构】件的稳定《验算:当缺口不在边缘【时构件截面的计算面!积An?。的,取值规定说明如【。下 ?     】根据建筑力学的分析!局部缺孔对构件的】临,界荷载的影响—甚小按照建筑—力学的?一般方法有》缺孔构件的临界力】。为Nhcr》可,按下式计算 【 !  :  : 式中I无缺孔【截面:惯性矩; 】。   《        】Ih缺孔截面惯【性矩; 》 《 ,     》    l》构件长度 【  《 ,  :当缺孔?宽度等?。于截面宽度的一【半(按本《标准第7.》1.7条《。所规定?的最大缺孔》。情形)长度等于【构件长?度的:1/10《(图5)时根据【上式并化简可求【。得临界?力为  !   对x-x轴 !。 Nhc】rx=0.975N!c,rx: —    《对,y-y轴 】 Nhcry【=0.9《Ncry 】 :    式中Nc】rx、?Ncry对x轴或】对y轴失《稳时无缺孔构件的】临,界力 【     因此为】了计算简便同时【保证结构安全对于缺!孔不在边缘时一【。律采:用A:0=0.9A 【 【 5.1【.4  本次—修,订时:考虑到?“原2?003版规》。范”规定的轴—心,受压构件稳定系数φ!。值计算公式存在下】列问题和不》足 【    1 — 原公式的稳定系】。数φ值计《算,仅适用于方木原木】制作:的构:件,不,适,用于规?格材、胶合木以及其!他工:程,。木产品制《作的构件 【  《。 ,  :2  稳定系—数的计算与木材抗压!强度设计值》、弹性模量无关 】    】 因此需要对计算】公式进行修改此【次,修订对各国木结【构设计规范中稳定系!数,的,计,算方:法进:行了调研和比较【分析在继承我—国传统计算方法和】特点的基础》上结合?现代木产品的特点提!。出,了适用于各类木产品!构件的稳定系—数统一计算式并通】过试验研《究,、随机有限》元分:析和回归《分析确定了》计算式所含各—系数的?值, ,     !轴心:。受压木?构件的稳定》承载力应按下式表示! 《 : ,   【。  式中Ncr·R!构件的稳定承载【力设计值; — ,  》    《     fc【r·d?符合稳定承》载力要求的木材【强度设计值》或称:。为临界应《力设计值; —  —    《     》fcr·k临—界应力标准》值; 】。。        】  K?cr·DOL荷载】持续:时间对稳定承载力】的影响系数; !    —       γc!r·R满足可靠性】要求的稳定承载力】的抗力分项系数【; 《 ?        】 , A构件截面面积】。    ! 轴心受压木构件有!强度破坏和》失稳破坏《两种失?。效形式理论上需要两!种设计指标即强度】设计值和临界应力设!计值:为简化设计规范实际!采用的稳定承—载力表达《式为: : !     式中【fc木材或木产品】的抗压强度设计【值; — ,        】   ?fck木材或木产品!的抗压强度标准【值; 【   ?  :      φ木压!杆的:稳定系数; 】 ?      —    K》DOL荷载》持续时间对为木材】或木产品《强度的影响》系数; 《 ?       】   ? γR满足可靠性】要求的抗力分—项系数 — :   ?  根据式(—8)、(9》)压杆的稳》定系数可表》示为 ! ? :    各国木结构!。设计规范对式—(10)中有—关参数的处理方【法不同使稳定—系数的具体表—达式也各不相同【我国基于第1类稳定!问题即基于理—想压杆稳《定理论求解》。临界力结果即为欧】拉公式表示的—临界力?(弹塑性《阶,段用切线《模量计算《)认为荷载持续作】用时间对木材强【度和稳定承载力(本!质上是对木材弹【性模量?的影响)《的影响?效果相同即K—cr·DOL—=KD?OL且认为轴—心受压木构件强度】。问题和稳《定问题具有相—同的抗力分》项系:数即γcr·R=】γR基于这种认识】和处理方法式(【10)简化为 【 , 《φ=:f,。cr:·k/f《。ck: ,    《   (1》1)  !   对《于,。理想的细长压杆(】大柔:度杆:)临:界应力的标准值为 ! , f》cr·k=π2Ek!/λ2   —    (》12) — : , ,   式中E—k木:材或木产品弹性【模量的标准值 【  —  : 将式(12)【代入式(1》1):得 : φ=π2!Ek/λ2f—ck  《  :  : (1?3,。) 《  《   ?公式(13》)即为我国木—结构设计《规范细长木压杆【稳定系数计算式的原!始形式早期的木结构!设计:规范GBJ》 5-73》参考苏联规》范取:Ek/fck≈3】。12故φ=》31:00/λ2GBJ】 ,5-88将方木【、原木按树种木材】的强度?等级分?。。为两组?Ek/?fck分别取—33:0和300并考【虑了非?理想压?杆的试验结果—调整为φ=30【00/λ2和φ【=2800/λ2】。 》  :   各国木结构设!计规范中对荷载【持续作?用时间的影》响效果和抗力分项系!数的处理方法各【有不同见表8— —  【   ?此次修订面临的【问题是对我国木结构!设计规范《稳定系数的计算式作!出调整?和改进使进口—。产品构件稳定系数的!计算方法和》原则与我国的—。方木、原《木一:致另一方面这—种改进与《调整:还,应体现我国规范的延!续性即沿用》我,国规:范对稳定《系数计算中有—关参数的处》理方:法(见表10)但应!将弹性模量》与抗压强度之比E】/fc视《为变量?为此提?出了各类木产—品受压构件》稳定系?数的统一计》算式并经回归分【析确定了稳定系数】统一计?算式中?各,常数的值各常—数间的关系为 】  》   轴心受压构件!稳,定系数的计》算精度比《较 —。      —   1)》方木、原木 — ,  》。  :   ?      本标】准稳定系数计算【结果与?。“原:2003版》规范:”结:果比较两《者完全吻合几乎没】有差别保持了200!3,版规范中原木—、方木?构件的稳定系数【计算结果 — ?     》    《2)进口锯材(北美!规格材、北美—方木、欧《洲结构木材)— 》         !    北美规【格材的系数a=【0.876b=【2.437是—全部树种和》强度等级规格材回归!结果:的平:均值;适《用于北美方木的系数!a=0.87—1b=2.443是!全,部树种?和强度?等级的?北美方木回归—结果的平均值同【时欧洲结构木—材由C1《4到C5《0所有强《度等:级回归结果的平【均值为a=0.87!7b=2.43【3这表明三类进口木!材的系数值是—非常接?近完全可以采—用相同的《。系数最终将适用【。于北美规格》材、北美方木和【欧洲锯材《(统称为进》口锯材)系数a、】b分别取以上数值】的平均值并由—此计算系数c的值】列于:本标准表《5,.1.4 — : :。     》。      — 图6是以北美规格!。材为例进行》分析比?较结果美《。国规范和欧洲规【范计算结果的最【。大偏差为4》.4%(λ=132!)平均偏差为2【.8%本条》公式(5.》1.:。4-3)、公式【(5.1.》4-4)的计算结】。果与美国规范相比】最大偏差为11【.3%(λ=73】)平均偏差》为,5.6%随机有限】元分析结果与—美国:规范的最《大偏差为11—.9%(λ》=90)平均偏【差为8.0%—试验结果仅代表【。稳定承载力的—平均值不宜》与图:中的:曲线严格《相比但作为参考试】验,结果与美国规范的】。偏差为28.1%(!λ=1 8》0)略显偏大但其】他各点处偏差—不超过1《9.:7%(λ=》90)6《种长细比处的—平均偏差为12.3!%(注哈工大完成】了规:格材:受压构件稳定承载力!试,验) 》 ? 《 :   ?。 ,。    3)层板】胶合木(《目测分级层》板和机械弹》性模量分《级层:板胶合木《),  【         !  普通层板胶【合木的强度设—计指标与同树—。。种的方木、原木相】同受:压,构,。件稳定系数的—计算方法也相同需要!解决的是目测分级】层板和机《械弹性模量》。分级层板胶合木【。构件的稳《定系数计算问题对】各强度等《。级的同等组合胶【合木、对《。称,异等组合和非对称异!等组合胶合木—。受,压构:件的稳定系数进【。行了:拟合计算获》得系数?a、b、c》的值然后取》全部强?度等级所适用—系数的平均值列于本!标准:表5.1.4 】 ,  《        】   图7》以,。同等组合《胶合木TC》T24为《例给出了按本条【公式(5.1.4】-3)、《公式(5.1—.4-4)计算的】胶,。合木构件稳定系数】与美国规范和欧洲】规范计算结果—。的对比美国规范和欧!洲规范计算结果的】最大偏差为2.3】%(λ=117)】平均偏差为1—.6%本标准公式】计,算结果与美》国,规范相比最大—偏差不超过10.】1%(λ=6 1)!平,均,偏差为5.2—% !