知识库 001631 | 按照2014 CSA规范进行木梁设计

主题:
按照2014 CSA规范进行木梁设计

注释:
使用模块 RF-TIMBER CSA 可以按照 CSA O86 - 14 中的 ASD 方法对木梁进行设计。 准确地计算木结构杆件的抗弯承载力和调整系数对于安全设计具有重要的意义。 下面的文章将在RFEM附加模块RF-TIMBER CSA中使用解析方程按照CSA O86-14标准逐步验证弯矩承载力调整系数、弯矩承载力和最终设计值。比值。

论文摘要:
木梁设计

设计为简支截面 将设计 38 mm ⋅ 89 mm 花旗松-落叶松木结构(DF-L SS)梁，跨中点荷载为 1.250 牛皮。 这次分析的目的是确定调整的梁的弯曲系数和抗弯承载力。 假设荷载作用的持续时间很长。 本例对荷载准则进行了简化。 典型荷载组合的内容请参看第 1 章“典型荷载组合”。 5.2.4 [1] 。 在图 01 中显示了定义了尺寸和荷载的简支梁。

梁属性

本例中使用的截面是 89 mm ⋅ 184 mm 的方木。 以下是各段锯材梁的实际截面属性计算结果：

b = 3.50 英寸，d = 7.24 英寸，L = 10 米

毛截面面积：

Ag = b ⋅ d = (3.50 英寸) ⋅ (7.24 英寸) = 25.34 英寸²

截面模量:

惯性矩:

本例中使用的材料是 DF-L SS。 材料属性如下。

参考弯矩设计值:

fb = 2.393.12 psi

弹性模量：

E = 1812990 psi

梁调整系数

根据规范 CSA O86 - 14 设计木结构杆件，参考弯矩设计值 (fb) 必须考虑修正系数。 这最终将得出调整后的弯矩设计值 (Fb) 以及设计值调整的弯矩承载力 (Mr)。

Fb = fb ⋅ (KD ⋅ KH ⋅ Ks ⋅ KT)

下面将针对该例题对每个修正系数进行说明和确定。

KD - 荷载持续时间系数考虑了不同的荷载周期。 使用 KD 可以考虑雪荷载、风荷载和地震荷载。 也就是说，KD 取决于荷载工况。 在这种情况下，假设荷载持续时间为长期，根据表 5.3.2.2 [1]，KD 设为 0.65。

KS - 潮湿条件系数考虑了锯材的干燥或潮湿条件以及截面尺寸。 在本例中，我们假设在极端纤维和潮湿条件下受弯。 根据表 6.4.2 [1]，Ks = 0.84。

KT - 处理调整系数，考虑的是经过阻燃或其他强度降低的化学品处理的木材。 该系数是根据记录的时间、温度和湿度试验，根据强度和刚度容量确定的。 对于这个系数， 6.4.3 引用 [1] 在本例中，弹性模量乘以 0.95，在假设潮湿条件下，所有其他属性的乘以 0.85。

KZ - 该尺寸系数考虑了不同尺寸的木材以及荷载是如何施加在梁上的。 关于该系数的更多信息参见第 2 章。 6.4.5 [1] 。 在本例中，根据表 6.4.5 [1]，KZ 等于 1.30、尺寸、受弯和剪切。

KH -系统系数考虑的锯材构件是由三个或更多个基本平行的构件组成的。 这些板件的间距不得超过 24 英寸，并且必须相互分担荷载。 该准则在 14 和 3 中的情况 1 中有说明。 6.4.4 [1] 。 在本例中，KH 等于 1.10（见表 6.4.4），因为我们将其视为受弯杆件且采用工况 1。

KL - 侧向稳定性系数考虑了沿构件长度提供的侧向支座，这些支座有助于防止侧向位移和转动。 侧向稳定系数 (KL) 的计算方法如下。

抗弯强度设计值 (FB)

下一章节进行计算。 截面 Fb 的额定抗弯强度 (fb) 乘以下列修正系数。

KD = 0.65

KH = 1.10

Ks = 0.84

KT = 0.85

现在我们可以使用第8节中的以下公式来计算Fb。 6.5.4.1 [1]。

Fb = fb ⋅ (KD ⋅ KH ⋅ Ks ⋅ KT)

Fb = 1221.71 psi

侧向稳定系数 CL

侧向稳定系数(KL)按照5节进行计算。 6.5.4.2 [1]。 在确定 KL 之前必须先计算长细比。 首先，有效长度（Le）可在表 7.5.6.4.3 [1]中找到。 在该梁的例子中，荷载集中作用在梁的中心，没有中间支座。 无支座的长度 (lu) 取 10 m。

Le = 1.61 (lu)

Le = 4.5 m

长细比 (CB) 可参照7.5.6.4.3 [1]。

CB = 10.69

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