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Dipl.-Ing. (FH) Bastian Kuhn, M.Sc.

2024-03-13

厚度类型为“骨架墙板”的覆面板计算

本文对厚度类型为“骨架墙板”的覆面板的 RFEM 计算结果与手算结果进行了比较。

系统

梁的材料 = C24
ψ_m,s (C24) = 420 kg/m³
梁截面 = 6/16 cm
护板材料 = OSB 3
ψ_k,p (OSB) = 550 kg/m³
t = 15 mm，单面覆盖钢结构
USA 钢 d=1,5 mm, t=50 mm
主要纤维间距 a_v = 75 mm（单排）
栅格 = 62.5 cm
墙长 = 2.56 m
墙高 = 2.75 m
8 kN 水平荷载
荷载 5 kN/m 竖向
使用等级 1

滑移模量 k_ser

在梁板生成器中，程序按照欧洲规范 5 来计算滑移模量，见表 7.1。本文以紧固件为例进行说明。

k_{ser} = ρ_{m}^{1, 5} \cdot \frac{d^{0, 8}}{80}

滑移模量括号

根据 EN 1995-1-1，计算滑移时采用面板和柱子的密度平均值的平方根。如果原始密度的平均值不可用，则根据 ÖNORM EN 1995-1-1 (NA.7.1-E1)，将材料库的特征值乘以值 1.15。该值可以在材料参数中由用户定义。

Modifikationsbeiwert charakteristische Dichte

特征密度修正系数

\sqrt{420 kg / m ³ \cdot (1, 15 \cdot 550 kg / m ³)} = 515 kg / m ³

平均值

因为紧固件有两个钉子，所以滑移模量计算如下：

k_{ser} = 2 \cdot {515 kg / m ³}^{1, 5} \cdot \frac{1, 5 {mm}^{0, 8}}{80} = 404, 6 N / mm

滑移模量

附加文件中该值也被计算用于梁的蒙皮。

木结构板墙的外皮与木柱线弹性连接。

以米为单位进行划分，得出：

1.000 mm/75 mm = 13.33 个接头

→ 13 个杆件 x 404.6 N/mm = 5260 kN/m²

实际上，单位是kN/m，但是刚度被定义在一条线上，因此是指米。

--> kN/mxm =kN/m²

木结构面板的墙刚度

木结构面板的墙刚度

木板墙

木板墙

此处未考虑拉杆！

荷载工况/结果组合

LC1 自重 5 kN/m (竖向)
LC2 风荷载 8 kN (水平)
CO = 1.35 LC1 + 1.5 LC2
一阶效应理论计算方法

覆面板

覆面板

木结构板的水平纯荷载 (8 kN) 墙体的水平变形特性：

板件紧固件 u_k,inst

u_{k, inst} = \sum_{} \frac{S_{v, 0} \cdot S_{v, 0}}{k_{ser}} = (2 \cdot l + 2 \cdot h) \frac{a_{v}}{k_{ser} \cdot l ²} \cdot F

压型钢板, 紧固件

u_{k, inst} = (2 \cdot 2560 mm + 2 \cdot 2750 mm) \frac{75 mm}{404, 6 N / mm \cdot 2560 mm ²} \cdot 8000 N = 2, 40 mm

u_k,inst 8kN

壁板应力蒙皮 u_G,inst

u_{G, inst} = \frac{F}{G \cdot t} \cdot \frac{h}{l}

覆层剪力

u_{G, inst} = \frac{8000 N}{1080 N / mm ² \cdot 15 mm} \cdot \frac{2750 mm}{2560 mm} = 0, 53 mm

u_G,inst 8kN

肋(轴力杆件) u_E,inst

u_{E, inst} = \frac{2}{3} \cdot \frac{F}{E_{0} \cdot A} (l + \frac{h^{3}}{l^{2}})

肋杆件

u_{E, inst} = \frac{2}{3} \cdot \frac{8000 N}{11000 N / mm ² \cdot 9600 mm ²} (2560 mm + \frac{2750 {mm}^{3}}{2560 {mm}^{2}}) = 0, 29 m m

u_E,inst 8kN

8 kN水平挠度的变形总和为3.2 mm。与在 RFEM 中的计算相对应。

在计算荷载组合 (1.35 LC1 + 1.5 LC2) 时，对 12 kN 的力的挠度 4.8 mm 手动计算对应于程序计算的 4.8 mm。

在进一步的分析中，应该进行内力比较和验算。

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。

参考

布拉斯(H. J.; Ehlbeck J.；；Kreuzinger H.杆件G： Erläuterungen zu DIN 1052: Entwurf, Berechnung und Bemessung von Holzbauwerken, 2nd 编）。卡尔斯鲁厄： Bruderverlag，2005年
欧洲规范 5：木结构设计 - 第1-1部分：总则 – 通用规范和建筑规范DIN EN 1995-1-1:2010-12

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