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:150mm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Nh《cr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》=,0.975》N,crx?  【   ?对y-y轴 【 ? Nhcr》y=0.9》。Ncry — ,     式中!Ncr?x,、N:c,。ry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200—3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,。; 》  ?  :      —。 fcr·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; 》   【。     》。 ,  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f—c木材或木产—品的抗压强度—设计:值; 《      !。     fc【k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·D》OL=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(?10)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=【π2:。Ek/λ《。2   《    《(12)《 —    式中Ek】。木材或木产品—弹性模量的标—。准值 —    》 将式(12—)代入式(》11)得 》 《 φ=?。π2Ek/λ—2fck    】   (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GB?J, 5-73参—考苏联规范取Ek】/fck≈》312?故φ=31》。。00/λ2》GBJ 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/《。。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20?03版规范”结果】比较两者《完全吻合几乎没有差!别,保持了2003【。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】=0.87》6b=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=—0.8?71b=2.44】3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=》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% 【 《