Сжатие деревянных стержней перпендикулярно волокну в соотв. к NDS 2018 и CSA O86: 19

Техническая статья из области расчета конструкций и использования программ Dlubal Software

  • База знаний

Техническая статья

Эта статья была переведена Google Translator

Посмотреть исходный текст

Стандартный сценарий при строительстве деревянных стержней - это возможность соединить более мелкие стержни с помощью опоры на более крупный балочный элемент. Кроме того, условия на концах стержня могут включать аналогичную ситуацию, когда балка опирается на опору. В любом случае, балка должна быть рассчитана с учетом несущей способности перпендикулярно волокнам в соответствии с [1] разд. 3.10.2 и CSA O86: 19 [2] , пункты 6.5.6 и 7.5.9. В программном обеспечении для расчета конструкций обычно невозможно выполнить полную проверку конструкции, поскольку площадь несущей способности неизвестна. Однако в новом поколении RFEM 6 и надстройки Timber Design добавленная функция 'design supports' теперь позволяет пользователям соблюдать нормы NDS и CSA, перпендикулярные проверкам расчета волокон.

Ограничения программного обеспечения

Во всех общих программах расчета МКЭ, включая RFEM, каждый стержень представлен одним линейным элементом, расположенным в центре тяжести сечения. Это называется представлением рендеринга каркаса. Элемент включает в себя внутреннюю информацию, такую как свойства материала, а также геометрические свойства, включая ширину и высоту, которые будут использоваться как в расчетах, так и в расчетах. Однако при моделировании пересекающихся стержней программа не имеет непосредственной информации, например, о том, как пересекающиеся стержни ориентированы относительно друг друга или в случае стержней, опирающихся друг на друга, площадь опоры неизвестна. Программа знает только об этих линейных элементах, соединенных в одной узловой точке.

Когда мелкие стержни соединяются с более крупными балочными стержнями путем опоры на верхнюю поверхность или когда стержни поддерживаются на одном конце или по длине несущей опорой, напряжение стержня, перпендикулярное волокну, должно быть включено в проверки конструкции. Раздел NDS. 3.10.2 Проверки конструкции [1] и CSA O86, статьи 6.5.7 и 7.5.9 [2] на подшипник В обоих случаях, перпендикулярно волокнам, необходимо знать опорную площадь нетто. Из-за этого требования программное обеспечение для проектирования может не учитывать такие важные факторы, как коэффициент площади опоры, C b , [1] , коэффициент несущей способности K B , [2] или проверка конструкции полностью игнорируются.

Благодаря новой функции RFEM 6, которая ' поддерживает конструкцию ', теперь можно определить такую информацию и выполнить полную проверку конструкции на напряжение сжатия, перпендикулярное волокну.

Рабочий процесс NDS 2018

При создании нового определения опоры проекта для параметра Тип следует установить значение ' древесина '. Это активирует соответствующие входные данные в соответствии со стандартом NDS. Флажок Прямая поддержка указывает, что этот тип определения будет использоваться для проверки сжатия перпендикулярно волокнам. Длина опоры определяется пользователем и должна указывать общую длину опорной поверхности. Ширина опоры автоматически задает ширину соответствующего стержня, но может быть перезаписана. Опора от края указывает, расположена ли опора подшипника на верхней оси + z стержня, на нижней оси -z или на обеих. Флажок Inner Support указывает, следует ли применять коэффициент C b к расчетному значению сжатия стержня, перпендикулярному волокну, F c⟂ , на основе разд. 3.10.4 [1] . Если этот параметр отключен, то конечная опора не будет учитывать C b . Расчетное значение сжатия стержня, указанное в NDS, зависит от выбранного предела деформации.

Как только вводимая информация о расчетных опорах будет завершена, расчетные опоры могут быть применены к соответствующим узлам и стержням конструкции. Может потребоваться несколько расчетных опор, поскольку в разных местах могут возникнуть разные сценарии опоры. RFEM позволяет пользователю задать определяемое пользователем Имя для нескольких определений поддержки проекта в верхней части диалогового окна для более быстрого и удобного применения.

Доказательство сечения будет выполнено в надстройке Timber Design с учетом п. 3.10.2 [1] . Например, для клееного многослойного элемента расчетное значение скорректированного сжатия, перпендикулярное волокну, F c⟂ ', определено в таблице 5.3.1 [1] со следующим уравнением.

Скорректированное расчетное значение сжатия перпендикулярно зерну

F'c =Fc CM Ct Cb Kf φ

где

F c⟂ = эталонное расчетное значение сжатия перпендикулярно волокнам

C M = коэффициент влажной эксплуатации

C t = температурный коэффициент

C b = коэффициент опорной поверхности

K F = коэффициент преобразования формата (только LRFD)

φ = коэффициент сопротивления (только LRFD)

Коэффициент C b дополнительно определен в разд. 3.10.4 [1] . Однако C b применимо только в том случае, если длина опоры , определенная в определении расчетной опоры, составляет менее 6 дюймов и более 3 дюймов до конца стержня. Кроме того, C b применимо только для внутренних опор, которые также должны быть указаны в типе определения, как указано выше. Если эти критерии соблюдены, надстройка Timber Design будет автоматически рассчитывать и применять C b на основе следующего уравнения.

Коэффициент несущей поверхности

Cb = lb+0.375lb

где

l b = длина подшипника, измеренная параллельно волокнам

Коэффициент проверки конструкции при проверке сечения определяется отношением требуемой силы сжатия, перпендикулярной волокнам, к скорректированному расчетному значению сжатия, перпендикулярному волокну. Все переменные NDS, формулы и ссылки на коды указываются непосредственно в деталях проверки конструкции надстройки Timber Design, обеспечивая четкие и прослеживаемые результаты.

CSA O86: 19 Рабочий процесс

При проектировании в соответствии с CSA O86: 19 можно следовать тому же рабочему процессу, описанному выше для NDS, для типа определения опоры проекта. Однако есть несколько ключевых отличий от стандарта CSA. Новая опция Проверить критический подшипник определит, приложена ли сжимающая нагрузка на расстоянии от центра опоры, равном глубине d стержня, указанного на рис. 6.2 [2] . В таком случае коэффициент сопротивления сжатию перпендикулярно волокнам уменьшается в 2/3 раза, как показано в пункте 6.5.6.3.1 [2] для пиломатериалов и в пункте 7.5.9.3.1 [2] для клееной древесины. Также следует использовать среднюю площадь опоры.

Предел высоких изгибающих напряжений для коэффициента K b также устанавливается в типе определения опоры проекта. Коэффициент длины опоры, K b , может быть применен к сопротивлению сжатию, если зона опоры не возникает в положениях с высокими изгибающими напряжениями, указанными в пункте 6.5.6.5 (b) [2] . Пользователь может установить отношение требуемого момента к моментной мощности, которое будет считаться зоной с высоким изгибом.

Например, для клееного многослойного элемента коэффициент сопротивления сжатию, перпендикулярному волокну, Q r , определен в пункте 7.5.9.2 [2] по следующему уравнению.

Факторное сопротивление сжатию перпендикулярно зерну

Qr=φ Fcp Ab Kb KZcp

где

Φ = 0,8

F cp = f cp (K D K Scp K T ), где, f cp = заданная прочность при сжатии перпендикулярно волокнам

A b = площадь подшипника

K B = коэффициент несущей способности

K Zcp = размерный коэффициент подшипника

Коэффициент проверки конструкции при проверке сечения определяется отношением расчетной нагрузки на опору к расчетному сопротивлению сжатию, перпендикулярному волокну. Все переменные CSA O86, формулы и ссылки на коды указаны непосредственно в деталях проверки конструкции надстройки Timber Design.

Заключение

Опорные напряжения перпендикулярны волокнам и являются неотъемлемой частью конструкции стержня в соответствии с NDS 2018 и CSA O86: 19. Площадь опоры обычно является неизвестной переменной для этой проверки конструкции при использовании общего программного обеспечения для расчета и проектирования, поскольку все стержни представлены внутренним линейным элементом, соединенным только в узловых точках. Тем не менее, новая функция 'поддержки проектирования' в RFEM 6 теперь позволяет пользователям указывать длину и ширину несущей поверхности, обеспечивая возможность проверки конструкции на сжатие перпендикулярно волокнам, что ранее было невозможно.

Автор

Amy Heilig, PE

Amy Heilig, PE

Генеральный директор - Офис в США
Инженер по продажам и технической поддержке

Эми Хейлиг - генеральный директор американского офиса, расположенного в Филадельфии, штат Пенсильвания. Кроме того, она занимается продажами и технической поддержкой, а также продолжает помогать в разработке программ Dlubal Software для североамериканского рынка.

Ключевые слова

Древесина Поддержка дизайна Сжатие перпендикулярно волокнам NDS AWC CSA CSA O86

Литература

[1]   National Design Specification (NDS) for Wood Construction 2018 Edition
[2]   CSA O86:19, Engineering Design in Wood 

Ссылки

Добавить комментарий...

Добавить комментарий...

  • Просмотры 468x
  • Обновления 16. сентября 2022

Контакты

Связаться с Dlubal

У вас есть дополнительные вопросы или вам нужен совет? Свяжитесь с нами по телефону, электронной почте, в чате или на форуме, или выполните поиск по странице часто задаваемых вопросов, доступной круглосуточно и без выходных.

+49 9673 9203 0

[email protected]

Онлайн-обучение | Английский

RFEM 6 | Основы

Онлайн-обучение 7. октября 2022 9:00 - 13:00 CEST

Онлайн-обучение | Английский

RFEM 6 | Студенты | Введение в конструкцию стержней

Онлайн-обучение 12. октября 2022 16:00 - 19:00 CEST

Онлайн-обучение | Английский

Еврокод2 | Железобетонные конструкции по норме DIN EN 1992-1-1

Онлайн-обучение 18. октября 2022 9:00 - 13:00 CEST

Онлайн-тренинги | Английский

RSECTION | Студенты | Введение в теорию прочности

Онлайн-обучение 19. октября 2022 16:00 - 17:30 CEST

Онлайн-обучение | Английский

RFEM 6 | Студенты | Введение в МКЭ

Онлайн-обучение 27. октября 2022 16:00 - 19:00 CEST

Онлайн-обучение | Английский

RFEM 6 | Студенты | Основы расчёта стальных конструкций

Онлайн-обучение 10. ноября 2022 16:00 - 17:00 CET

Онлайн-обучение | Английский

Еврокод 3 | Стальные конструкции по норме DIN EN 1993-1-1

Онлайн-обучение 17. ноября 2022 9:00 - 13:00 CET

Онлайн-обучение | Английский

RFEM 6 | Студенты | Основы расчёта деревянных конструкций

Онлайн-обучение 25. ноября 2022 16:00 - 17:00 CET

Интеграция Rhino/Grasshopper в RFEM 6

Интеграция Rhino/Grasshopper в RFEM 6

Webinar 20. сентября 2022 14:00 - 15:00 EDT

Учет этапов строительства\n в RFEM 6

Учёт стадий строительства в RFEM 6

Webinar 8. сентября 2022 14:00 - 15:00 CEST

Расчётные опоры в RFEM 6

Расчётные опоры в RFEM 6

Длительность 1:27 мин

Ортотропный материал

Ортотропный материал

Длительность 1:00 мин

RFEM 6
Зал с арочной кровлей

Основная программа

Программа для расчета конструкций RFEM является основой модульной системы нашего программного обеспечения. Основная программа RFEM 6 используется для определения конструкций, материалов и нагрузок у плоских и пространственных конструктивных систем, состоящих из плит, стен, оболочек и стержней. В ней также можно создавать смешанные системы, такие как элементы тел или контактные элементы.

Цена первой лицензии
4 450,00 EUR
RFEM 6
Деревянная конструкция

расчет

Аддон Timber Design позволяет рассчитывать несущую способность, пригодность к эскплуатации и огнестойкость деревянных стержней в соответствии с различными нормативами.

Цена первой лицензии
1 850,00 EUR