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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(zhǎng)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(shuō)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(wú)缺孔截面慣性矩，Ih 缺孔截面慣性矩 l.構(gòu)件長(zhǎng)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(zhǎng)度等于構(gòu)件長(zhǎng)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(wú)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(wèn)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(wú)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(guó)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(guó)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(lèi)木產(chǎn)品構(gòu)件的穩(wěn)定系數(shù)統(tǒng)一計(jì)算式。并通過(guò)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(chēng)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(mǎn)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(mǎn)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(guó)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(guó)基于第1類(lèi)穩(wěn)定問(wèn)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(wèn)題和穩(wěn)定問(wèn)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(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(zhǎng)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(guó)木結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范細(xì)長(zhǎng)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(shù)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(guó)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(jiàn)表8.此次修訂面臨的問(wèn)題是對(duì)我國(guó)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(guó)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(guó)規(guī)范的延續(xù)性，即沿用我國(guó)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(jiàn)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(lèi)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(méi)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(shù)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(shù)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(lèi)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(chēng)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(guó)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(guó)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(guó)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(guó)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(guò)19。7。λ,90、6種長(zhǎng)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(shù)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(wèn)題。對(duì)各強(qiáng)度等級(jí)的同等組合膠合木 對(duì)稱(chēng)異等組合和非對(duì)稱(chēng)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(guó)規(guī)范和歐洲規(guī)范計(jì)算結(jié)果的對(duì)比,美國(guó)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(guó)規(guī)范相比.最大偏差不超過(guò)10，1，λ.6 1 平均偏差為5 2,