。
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1?5,0mm长度上的缺】。孔,投影在同一》截面上?扣除其?所以定为15—0mm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《。A,n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;
【
? — I《h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=?0.975Nc【rx
?
:
对y!-y轴
《
Nh【cry=《。0.:9N:c,。ry
! 式中N—c,rx:、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;
—
?
— : : Kcr·DO】L,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!D,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=γ《R基于?这种认识和》处理方?法式(?10)简化为
【。
φ=【fc:r·k/fck ! —(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/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=π《2Ek/λ》2fc?k 【。 (: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G—BJ 5-73参考!苏联规范取E—k/fck≈31】2故φ=3100】/λ2G《BJ 5-8—8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=3000】/λ2和φ=2【800/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200《3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,.,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.!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=7【3)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 80)略显偏!大但其他各点处偏差!不超过19.—7%(λ=》9,0)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%
【
【