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?150mm长度【上,的缺孔投影在同一】截面:上扣除其《所以定为150【m,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A》n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
!
:
:Nhcrx=0【.975Ncrx
!
— 对y》-y:轴
:
》Nhcr《y=0.9N—cr:y
:
【 式中Ncr【x、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A0=》。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;
】。
【 ? 》f,cr·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;!
,。
:
:
:。 ? 《 :Kcr·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?;
】 ? 》 KDOL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=KDOL】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(1》0,)简化为
】
:φ,=fcr·k/【。fc:k 【 (11)—
?
》 对?。于理想的《细长压杆《(大:柔度杆)《。临,界应力?。的,标准值为
》
?
:。fcr·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/λ2】fck 【 ?(13)
—
:
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=3—1,00/λ2》GB:。J, 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】=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/f【。c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20【03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.【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C?14到C50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】2,8.1?%(: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T!CT24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%
》
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