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2020-01-21

计算木结构面板墙 | 3层建筑

墙体刚度的计算参考该系列的第二篇文章

平面图

壁的刚度由于其不同的刚度而对楼板的总变形有很大的影响。 此外,墙体的不对称布置也会影响建筑物的变形。

通常情况下,二维位置的刚度会考虑该效应。

示例

这种效果在一个简单的两层建筑中得到了验证。 该建筑物有一个规则的平面图。 更多关于最小刚度准则的信息可以在[1]中找到。

结构:

  • 平面图= 5 m⋅10 m
  • Vereinfachte Berechnung, Fenster werden Geschosshoch ausgenommen.
  • 拉杆分别位于墙体的两端。
  • 墙体结构和刚度按照该系列第二条中的描述进行。
  • 有限元网格尺寸= 1.5 m

荷载:

  • 自重和结构= 2 kN/m²
  • 全局y方向上的风荷载
  • WZ2
  • 高度=海拔100 m 神经网络
  • we + d = 0.46 + 0.74 = 1.2 kN/m²
  • We,d = 1.2 kN/m²⋅3 m = 3.6 kN/m

组合:

  • CO1 = 1.0 LC1 + 1.5 LC2

墙体刚度:

由此得出四种不同的壁长。 为简化起见,计算了等效杆件的墙体刚度。 刚度的计算方法与上一篇文章的相同。

长度[m]弹性模量[kN/cm²]D66/D77 [kN/cm]G模量[kN/cm²]D88 [kN/cm]刚度支撑[kNcm/rad]
10.57929,5040.476.564,499
21.03964,7520.8011.0257,995
31.52643,1681.0414.3580,489
42.51581,9011.3618.81,612,469

计算这四个壁长度的每一个的壁刚度。 为此,每面墙的单位荷载为1 kN。 由于无法制造长度超过2.5 m且高度为2.75 m的墙,所以中间的墙在中间被划分。

在附加的RFEM模型文件1中,计算得出墙所有长度的变形作为面和杆件结果。 计算时在模型上部没有墙锚,在下部为墙锚。 在图04中对变形进行了比较。

由计算得出的各个墙体的变形为每一个墙体计算刚度。

例如,对于长度为50 cm的墙1可以得到以下刚度:
C = F/u = 1 kN/22.5 mm = 0.044 kN/mm
c = F/l⋅C = 1 kN/0.5 m⋅0.044 kN/mm = 0.088 N/mm²

对于所有墙:
第一壁 | l = 0.5 m | c = 0.088 N/mm²
第二层墙 | l = 1.0 m | c = 0.164 N/mm²
第三层墙 | l = 1.5 m | c = 0.230 N/mm²
4. 墙 | l = 2.5 m | c = 0.333 N/mm²

这些刚度在平面布置图中分配给相应的线支座(见图05)。 可以在附加的RFEM模型文件2中找到平面图。

由于建筑物是对称的,因此建筑物不会旋转。 本文将对此进行详细说明。 随附的视频显示了水平力如何在非对称平面布置图中逆着荷载方向发展。

小结

本文阐述了木结构建筑的板结构按楼板计算。 刚度可以通过面或杆件单元确定。 考虑由锚固产生的弹性。

使用附带的Excel文件可以重新计算示例。

该系列视频的最后一部分是根据线支座反力计算得出的力(见图05)。


作者

Kuhn 先生负责木结构产品的开发工作,并为客户提供技术支持。

链接
参考
  1. INFORMATIONSDIENST HOLZ: holzbau handbuch | Reihe 1 | Teil 1 | Folge 7 - Holzrahmenbau. Düsseldorf: Informationsverein Holz e.V., 2015
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