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5.構(gòu)件計(jì)算5、1 軸心受拉和軸心受壓構(gòu)件5.1、1、考慮到受拉構(gòu)件在設(shè)計(jì)時(shí)總是驗(yàn)算有螺孔或齒槽的部位，故將考慮孔槽應(yīng)力集中影響的應(yīng)力集中系數(shù)，直接包含在木材抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值的數(shù)值內(nèi),這樣不但方便.也不至于漏乘。計(jì)算受拉構(gòu)件的凈截面面積An時(shí),考慮有缺孔木材受拉時(shí)有 迂回 破壞的特征、圖3，故規(guī)定應(yīng)將分布在150mm長度上的缺孔投影在同一截面上扣除，其所以定為150mm 是考慮到與本標(biāo)準(zhǔn)附錄表A.1。1中有關(guān)木節(jié)的規(guī)定相一致，計(jì)算受拉下弦支座節(jié)點(diǎn)處的凈截面面積An時(shí) 應(yīng)將槽齒和保險(xiǎn)螺栓的削弱一并扣除，圖4、5。1,2.5、1 3 對(duì)軸心受壓構(gòu)件的穩(wěn)定驗(yàn)算，當(dāng)缺口不在邊緣時(shí)、構(gòu)件截面的計(jì)算面積An的取值規(guī)定說明如下.根據(jù)建筑力學(xué)的分析，局部缺孔對(duì)構(gòu)件的臨界荷載的影響甚小。按照建筑力學(xué)的一般方法、有缺孔構(gòu)件的臨界力為Nhcr.可按下式計(jì)算，式中.I.無缺孔截面慣性矩,Ih,缺孔截面慣性矩。l,構(gòu)件長度。當(dāng)缺孔寬度等于截面寬度的一半 按本標(biāo)準(zhǔn)第7 1 7條所規(guī)定的最大缺孔情形,長度等于構(gòu)件長度的1，10、圖5.時(shí) 根據(jù)上式并化簡(jiǎn)可求得臨界力為。對(duì)x。x軸Nhcrx、0。975Ncrx。對(duì)y，y軸Nhcry、0,9Ncry.式中.Ncrx,Ncry。對(duì)x軸或?qū)軸失穩(wěn)時(shí)無缺孔構(gòu)件的臨界力，因此，為了計(jì)算簡(jiǎn)便，同時(shí)保證結(jié)構(gòu)安全.對(duì)于缺孔不在邊緣時(shí),一律采用A0、0,9A。5,1,4。本次修訂時(shí).考慮到，原2003版規(guī)范，規(guī)定的軸心受壓構(gòu)件穩(wěn)定系數(shù)φ值計(jì)算公式存在下列問題和不足。1,原公式的穩(wěn)定系數(shù)φ值計(jì)算僅適用于方木原木制作的構(gòu)件、不適用于規(guī)格材、膠合木以及其他工程木產(chǎn)品制作的構(gòu)件，2。穩(wěn)定系數(shù)的計(jì)算與木材抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值 彈性模量無關(guān) 因此，需要對(duì)計(jì)算公式進(jìn)行修改。此次修訂.對(duì)各國木結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范中穩(wěn)定系數(shù)的計(jì)算方法進(jìn)行了調(diào)研和比較分析，在繼承我國傳統(tǒng)計(jì)算方法和特點(diǎn)的基礎(chǔ)上，結(jié)合現(xiàn)代木產(chǎn)品的特點(diǎn)提出了適用于各類木產(chǎn)品構(gòu)件的穩(wěn)定系數(shù)統(tǒng)一計(jì)算式 并通過試驗(yàn)研究、隨機(jī)有限元分析和回歸分析確定了計(jì)算式所含各系數(shù)的值，軸心受壓木構(gòu)件的穩(wěn)定承載力應(yīng)按下式表示，式中，Ncr。R、構(gòu)件的穩(wěn)定承載力設(shè)計(jì)值、fcr.d，符合穩(wěn)定承載力要求的木材強(qiáng)度設(shè)計(jì)值。或稱為臨界應(yīng)力設(shè)計(jì)值 fcr.k、臨界應(yīng)力標(biāo)準(zhǔn)值。Kcr DOL,荷載持續(xù)時(shí)間對(duì)穩(wěn)定承載力的影響系數(shù) γcr。R 滿足可靠性要求的穩(wěn)定承載力的抗力分項(xiàng)系數(shù)、A。構(gòu)件截面面積.軸心受壓木構(gòu)件有強(qiáng)度破壞和失穩(wěn)破壞兩種失效形式。理論上需要兩種設(shè)計(jì)指標(biāo) 即強(qiáng)度設(shè)計(jì)值和臨界應(yīng)力設(shè)計(jì)值,為簡(jiǎn)化 設(shè)計(jì)規(guī)范實(shí)際采用的穩(wěn)定承載力表達(dá)式為，式中.fc 木材或木產(chǎn)品的抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值。fck,木材或木產(chǎn)品的抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值、φ，木壓桿的穩(wěn)定系數(shù)。KDOL.荷載持續(xù)時(shí)間對(duì)為木材或木產(chǎn)品強(qiáng)度的影響系數(shù).γR、滿足可靠性要求的抗力分項(xiàng)系數(shù)、根據(jù)式。8.9.壓桿的穩(wěn)定系數(shù)可表示為、各國木結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范對(duì)式、10，中有關(guān)參數(shù)的處理方法不同 使穩(wěn)定系數(shù)的具體表達(dá)式也各不相同 我國基于第1類穩(wěn)定問題，即基于理想壓桿穩(wěn)定理論求解臨界力.結(jié)果即為歐拉公式表示的臨界力,彈塑性階段用切線模量計(jì)算，認(rèn)為荷載持續(xù)作用時(shí)間對(duì)木材強(qiáng)度和穩(wěn)定承載力。本質(zhì)上是對(duì)木材彈性模量的影響，的影響效果相同.即Kcr.DOL、KDOL,且認(rèn)為軸心受壓木構(gòu)件強(qiáng)度問題和穩(wěn)定問題具有相同的抗力分項(xiàng)系數(shù),即γcr.R。γR?；谶@種認(rèn)識(shí)和處理方法，式。10.簡(jiǎn)化為,φ。fcr。k,fck.11、對(duì)于理想的細(xì)長壓桿。大柔度桿。臨界應(yīng)力的標(biāo)準(zhǔn)值為。fcr k。π2Ek,λ2.12 式中 Ek 木材或木產(chǎn)品彈性模量的標(biāo)準(zhǔn)值。將式，12、代入式.11，得,φ、π2Ek,λ2fck 13，公式，13，即為我國木結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范細(xì)長木壓桿穩(wěn)定系數(shù)計(jì)算式的原始形式。早期的，木結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范,GBJ。5，73參考蘇聯(lián)規(guī)范,取Ek.fck。312.故φ、3100 λ2 GBJ、5。88將方木 原木按樹種木材的強(qiáng)度等級(jí)分為兩組，Ek。fck分別取330和300，并考慮了非理想壓桿的試驗(yàn)結(jié)果。調(diào)整為φ,3000。λ2和φ.2800,λ2 各國木結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范中.對(duì)荷載持續(xù)作用時(shí)間的影響效果和抗力分項(xiàng)系數(shù)的處理方法各有不同、見表8。此次修訂面臨的問題是對(duì)我國木結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范穩(wěn)定系數(shù)的計(jì)算式作出調(diào)整和改進(jìn),使進(jìn)口產(chǎn)品構(gòu)件穩(wěn)定系數(shù)的計(jì)算方法和原則與我國的方木，原木一致,另一方面。這種改進(jìn)與調(diào)整,還應(yīng)體現(xiàn)我國規(guī)范的延續(xù)性。即沿用我國規(guī)范對(duì)穩(wěn)定系數(shù)計(jì)算中有關(guān)參數(shù)的處理方法 見表10,但應(yīng)將彈性模量與抗壓強(qiáng)度之比E、fc視為變量 為此,提出了各類木產(chǎn)品受壓構(gòu)件穩(wěn)定系數(shù)的統(tǒng)一計(jì)算式、并經(jīng)回歸分析，確定了穩(wěn)定系數(shù)統(tǒng)一計(jì)算式中各常數(shù)的值，各常數(shù)間的關(guān)系為.軸心受壓構(gòu)件穩(wěn)定系數(shù)的計(jì)算精度比較，1，方木.原木 本標(biāo)準(zhǔn)穩(wěn)定系數(shù)計(jì)算結(jié)果與、原2003版規(guī)范。結(jié)果比較,兩者完全吻合。幾乎沒有差別 保持了2003版規(guī)范中原木，方木構(gòu)件的穩(wěn)定系數(shù)計(jì)算結(jié)果。2，進(jìn)口鋸材,北美規(guī)格材、北美方木。歐洲結(jié)構(gòu)木材。北美規(guī)格材的系數(shù)a.0、876 b，2、437.是全部樹種和強(qiáng)度等級(jí)規(guī)格材回歸結(jié)果的平均值.適用于北美方木的系數(shù)a 0、871 b。2。443.是全部樹種和強(qiáng)度等級(jí)的北美方木回歸結(jié)果的平均值。同時(shí)、歐洲結(jié)構(gòu)木材由C14到C50所有強(qiáng)度等級(jí)回歸結(jié)果的平均值為a、0、877、b。2、433。這表明三類進(jìn)口木材的系數(shù)值是非常接近、完全可以采用相同的系數(shù) 最終 將適用于北美規(guī)格材,北美方木和歐洲鋸材。統(tǒng)稱為進(jìn)口鋸材。系數(shù)a、b分別取以上數(shù)值的平均值、并由此計(jì)算系數(shù)c的值 列于本標(biāo)準(zhǔn)表5、1，4，圖6是以北美規(guī)格材為例進(jìn)行分析比較結(jié)果.美國規(guī)范和歐洲規(guī)范計(jì)算結(jié)果的最大偏差為4，4 λ.132 平均偏差為2、8、本條公式、5、1,4 3,公式 5.1.4、4.的計(jì)算結(jié)果與美國規(guī)范相比.最大偏差為11，3，λ.73 平均偏差為5 6 隨機(jī)有限元分析結(jié)果與美國規(guī)范的最大偏差為11 9，λ.90，平均偏差為8、0,試驗(yàn)結(jié)果僅代表穩(wěn)定承載力的平均值 不宜與圖中的曲線嚴(yán)格相比,但作為參考 試驗(yàn)結(jié)果與美國規(guī)范的偏差為28、1 λ、1、80,略顯偏大 但其他各點(diǎn)處偏差不超過19 7，λ 90.6種長細(xì)比處的平均偏差為12.3 注 哈工大完成了規(guī)格材受壓構(gòu)件穩(wěn)定承載力試驗(yàn),3.層板膠合木.目測(cè)分級(jí)層板和機(jī)械彈性模量分級(jí)層板膠合木,普通層板膠合木的強(qiáng)度設(shè)計(jì)指標(biāo)與同樹種的方木。原木相同。受壓構(gòu)件穩(wěn)定系數(shù)的計(jì)算方法也相同，需要解決的是目測(cè)分級(jí)層板和機(jī)械彈性模量分級(jí)層板膠合木構(gòu)件的穩(wěn)定系數(shù)計(jì)算問題 對(duì)各強(qiáng)度等級(jí)的同等組合膠合木 對(duì)稱異等組合和非對(duì)稱異等組合膠合木受壓構(gòu)件的穩(wěn)定系數(shù)進(jìn)行了擬合計(jì)算、獲得系數(shù)a.b,c的值、然后取全部強(qiáng)度等級(jí)所適用系數(shù)的平均值，列于本標(biāo)準(zhǔn)表5。1，4,圖7以同等組合膠合木TCT24為例.給出了按本條公式。5、1,4。3.公式、5,1，4.4，計(jì)算的膠合木構(gòu)件穩(wěn)定系數(shù)與美國規(guī)范和歐洲規(guī)范計(jì)算結(jié)果的對(duì)比,美國規(guī)范和歐洲規(guī)范計(jì)算結(jié)果的最大偏差為2、3。λ。117 平均偏差為1 6，本標(biāo)準(zhǔn)公式計(jì)算結(jié)果與美國規(guī)范相比 最大偏差不超過10、1、λ、6.1、平均偏差為5,2、