2632x
001548
2018-12-05

Обновления NDS 2018 для расчетов конструкций из поперечно-клеёной древесины

Изменение 1: Коэффициент преобразования формата, KF (только LRFD) - раздел 10.3.10

Коэффициент преобразования формата KF указан в таблице 10.3.1 [1]. Данное значение принимается во внимание только при расчете прочности на сдвиг качения Fs у LRFD. Коэффициент корректирует расчетное значение ASD на значение эталонного сопротивления LRFD. Раньше было данное значение в норме NDS 2015 задано как равное 2,88. Однако в норме 2018 было его обновили и теперь оно равно 2,00.

Модуль RF-LAMINATE был также обновлен, так что при расчетах по нормам ANSI/AWC NDS-2018 и LRFD он теперь работает с коэффициентом KF равным 2,00.

Изменение 2: Явная изгибная жесткость для расчета прогибов - раздел 10.4.1

Согласно норме NDS 2018, разделу 10.4.1 [1], прогиб панели CLT должен включать в себя воздействия деформаций изгиба и сдвига. Кроме того, норма предполагает понижение эффективной изгибной жесткости EIeff, чтобы деформация сдвига могла учитыватсь в зависимости от нагружения панели и условий опирания, а также геометрии, размера пролета и эффективной жесткости при сдвиге. Жесткость, скорректированная на деформацию сдвига, обозначена как явная изгибная жесткость (EI)app и может быть рассчитана по уравнению 10.4-1 [1]. Однако по сравнению с нормой от 2015 года, было данное уравнение было немного изменено.

В программе RFEM и RF-LAMINATE нельзя применить жесткость (EI)app, потому что поправочный коэффициент деформации сдвига Ks для каждой панели должен быть указан в таблице 10.4.1.1 [1]. Коэффициент Ks всегда зависит от условий нагружения (то есть равномерно распределенной нагрузки, линейной нагрузки в центре пролета, линейной нагрузки на точки четверти пролета и т.д.) и от заделки стержня (жесткой, шарнирной, консольной и т.д.). Данные переменные необязательно попадают в определенные категории, указанные в таблице 10.4.1.1, а скорее могут включать в себя несколько различных условий нагружения или закрепления концов стержня. Модуль RF-LAMINATE использует для учета воздействий деформации сдвига иной, более точный подход.

В модуле RF-LAMINATE применяется для расчета эффективной жесткости сдвига у панели из кросс-ламинированной древесины теория слоистых материалов. Общая матрица жесткости для каждой панели состоит из нескольких элементов жесткости, включая изгиб, кручение, сдвиг, мембрану и эксцентриситет с элементами D44 и D55, связанными исключительно с жесткостью сдвига.

Элементы жесткости сдвига D44 и D55 в общей матрице жесткости панели из кросс-ламинированной древесины:

Общие технические нормативы [2] предлагают для расчета эффективной жесткости сдвига уменьшить саму жесткость сдвига путем применения коэффициента коррекции κ в направлениях оси х и у. Эффективная жесткость сдвига = κGA
где
κ = коэффициент коррекции сдвига
G = модуль сдвига
A = площадь сечения

Распределение напряжения сдвига для типичного однородного материала в отображении сечения элемента образует форму параболы. Обычно у однородного материала применяется значение κ, равное 5/6 или 0,8. Однако, при оценке распределения напряжения сдвига в панели CLT видно, что его форма не является параболической, и материал считается не однородным, а изотропным. Это значит, что здесь нельзя применить коэффициент, равный 0,8. В зависимости от количества поперечных слоев, существует для коэффициента коррекции сдвига у панелей CLT несколько приближенных значений.

В модуле RF-LAMINATE учитывается коэффициент коррекции сдвига косвенно при расчете элементов матрицы жесткости D44 и D55 по интегральной формуле Грасгофа [3].

Значения жесткости D44, D55 затем определяются по следующим уравнениям, где l - средняя длина линии, окружающей поверхность как «коробку».

Элементы D44 и D55, автоматически рассчитанные в модуле RF-LAMINATE, ныне содержат и требуемое понижение жесткости сдвига. В программе RFEM будет та же матрица жесткости применена для расчета прогиба панели. Таким образом, требования NDS 2018, учитывающие в расчетах прогиба по разделу 10.4.1 как деформации изгиба, так и деформации сдвига, выполнены с помощью более точного подхода теории слоистых материалов в отличие от приближенных эффектов деформации сдвига за счет снижения эффективной изгибной жесткости.


Автор

Эми Хейлиг является директором нашего американского офиса в Филадельфии, штат Пенсильвания. Она также предлагает реализацию и техническую поддержку, и в то же время активно участвует в разработке программ Dlubal Software, адаптированных для североамериканского рынка.

Ссылки
Ссылки
  1. National Design Specification (NDS) for Wood Construction 2018 Edition
  2. Schickhofer, G.; Bogensperger, T.; Moosbrugger, T.: BSPhandbuch - Holz-Massivbauweise in Brettsperrholz - Nachweise auf Basis des neuen europäischen Normenkonzepts, 2. Auflage. Graz: Verlag der Technischen Universität Graz, 2010
  3. Handbuch RF-LAMINATE. Tiefenbach: Dlubal Software, September 2016.