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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.考慮有缺孔木材受拉時有,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 應(yīng)將槽齒和保險螺栓的削弱一并扣除、圖4 5，1、2，5、1,3,對軸心受壓構(gòu)件的穩(wěn)定驗(yàn)算。當(dāng)缺口不在邊緣時.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,根據(jù)上式并化簡可求得臨界力為、對x。x軸Nhcrx，0.975Ncrx。對y.y軸Nhcry、0,9Ncry,式中,Ncrx.Ncry,對x軸或?qū)軸失穩(wěn)時無缺孔構(gòu)件的臨界力 因此，為了計(jì)算簡便。同時保證結(jié)構(gòu)安全.對于缺孔不在邊緣時，一律采用A0、0 9A。5。1.4，本次修訂時，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，需要對計(jì)算公式進(jìn)行修改、此次修訂。對各國木結(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)時間對穩(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)時間對為木材或木產(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)作用時間對木材強(qiáng)度和穩(wěn)定承載力 本質(zhì)上是對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,基于這種認(rèn)識和處理方法,式、10,簡化為.φ、fcr,k.fck，11 對于理想的細(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、對荷載持續(xù)作用時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)度等級的北美方木回歸結(jié)果的平均值 同時,歐洲結(jié)構(gòu)木材由C14到C50所有強(qiáng)度等級回歸結(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，目測分級層板和機(jī)械彈性模量分級層板膠合木 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.需要解決的是目測分級層板和機(jī)械彈性模量分級層板膠合木構(gòu)件的穩(wěn)定系數(shù)計(jì)算問題，對各強(qiáng)度等級的同等組合膠合木 對稱異等組合和非對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.