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? 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A:n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150mm】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Nhc》r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 — ? :Nh:crx=《0.975Nc【。r,。x   !  对y《-y轴 【 Nhcry=0!.9Nc《r,y,    ! 式中Ncrx【、N:cry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】A0=0.9A ! 】 5.1》.4  本》次修订时考虑到“】原2003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; ! ,  《      —   Kc》r·DOL荷—载持续时间》对稳:定承:载力的影响系数;】。 , ? :   ?。       【γcr·《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; 【  ?    《    《 KDO《L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—Kcr·DOL=K!。。DOL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=fcr·k【/,fck      !  (?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Ek木材或木产!品弹性?模量的标准值 【 《  :   将式》(,12)代入式(1】1)得 《 ?。 φ=《π2Ek/λ2fc!k    》  : (:13:)  】   公《式(:1,。3)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GB—J 5-73—参考苏联规范取【Ek/fck≈【312?故φ=310—0/λ?2GB?J 5-8》。8将方木、原—木按树种木》。材的强度等》级分为两组》E,k/fck分别取】330和300【并考虑了非理—想压杆?的试:验结果调整为φ=3!000/λ2和φ=!280?0,/λ:2  】   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200【3版规范”结—果比较两者完全【吻合几乎《没有差别保持了2】003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=2.4!37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.】871b=2.【4,43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《C14到C5—。0所有强《度等级回归结果【的平均值为a=0.!。877b=2—.433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=9》0)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 80)】略显偏大但》其他各点处》偏差不超《过19.7》%(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TCT2—4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% 【 ? ,