正交工程竹楼板承载力计算方法技术

本发明专利技术公开了一种正交工程竹楼板承载力计算方法，目的在于解决目前暂无简便、准确的可用于工程应用的正交工程竹楼板承载力计算方法的问题，包括以下步骤：将正交工程竹楼板各顺纹层板进行编号；采用γ—法计算正交工程竹楼板的有效抗弯刚度；计算正交工程竹楼板的应力分布；验算各顺纹层板的抗拉和抗压强度，确定正交工程竹楼板的受弯承载力；验算各顺纹层板的抗剪强度和横纹层板的滚剪强度，确定正交工程竹楼板的受剪承载力。本发明专利技术形成了一种简便、准确、有效的正交工程竹楼板承载力计算方法。方法。方法。

【技术实现步骤摘要】
正交工程竹楼板承载力计算方法


[0001]本专利技术涉及建筑结构的承载力计算方法，特别涉及正交工程竹楼板承载力的计算方法。

技术介绍

[0002]我国是世界最主要的竹产国，竹材资源丰富。竹材具有抗拉强度高、材质均匀、高强重比等优点，研究表明，经过加工之后形成的工程竹材可广泛应用于建筑结构中。将3至9层工程竹材正交组坯并采用结构胶黏剂压制形成正交工程竹楼板后，两个方向的强度和刚度相近，整体受力性能好，能充分发挥工程竹材的性能，可被广泛用于楼板或墙板。
[0003]然而，由于横纹方向层板的存在，正交工程竹楼板截面不能直接按平截面假定进行计算，计算承载力时需考虑横纹层板剪切变形的影响。目前，正交工程竹楼板的设计主要采用试验方法，尚缺少简便、准确的可用于工程应用的计算方法。

技术实现思路

[0004]针对现有技术存在的上述缺陷和不足，本专利技术旨在提出一种简便、准确的正交工程竹楼板承载力计算方法。该分析方法能用于正交工程竹楼板承载能力的计算，为楼板的设计奠定理论基础。
[0005]为实现上述目的，本专利技术采用了如下技术方案：
[0006]一种正交工程竹楼板承载力计算方法，其包括以下步骤：
[0007]步骤S1：将正交工程竹楼板各顺纹层板进行编号；
[0008]步骤S2：采用γ—法计算正交工程竹楼板的有效抗弯刚度；
[0009]步骤S3：计算正交工程竹楼板的应力分布；
[0010]步骤S4：验算各顺纹层板的抗拉和抗压强度，计算正交工程竹楼板的受弯承载力；
[0011]步骤S5：验算各顺纹层板的抗剪强度和横纹层板的滚剪强度，计算正交工程竹楼板的受剪承载力。
[0012]正交工程竹楼板由3～9层工程竹材正交组坯并采用结构胶黏剂压制而成；工程竹材包括胶合竹、重组竹。正交工程竹楼板的层板的数目为单数，最上层以及最下层的工程竹材为顺纹层板，纹理与顺纹层板正交的层板为横纹层板；顺纹层板与横纹层板交替分布。顺纹层板与横纹层板的纹理方向相互正交。
[0013]所述步骤S1中正交工程竹楼板的编号规则为由上至下，按1～n进行编号；n为顺纹层板的总层数。
[0014]所述步骤S2包括：
[0015](a)计算各顺纹层板的组合效应系数和各顺纹层板的形心与总截面形心之间的距离折算值，其表达式为：
[0016][0017][0018]式中，γ
i
为第i层顺纹层板的组合效应系数，其中中间顺纹层板的组合效应系数取1，E
i
A
i
为第i层顺纹层板的轴向刚度，G
R
为顺纹层板的滚剪模量，为第i层顺纹层板靠中间顺纹层板侧横纹层板的厚度，l为正交工程竹楼板的跨度，b为顺纹层板的宽度，a
i
为第i层顺纹层板形心与总截面形心之间的距离折算值，y
i
为第i层顺纹层板形心与中间顺纹层板的形心之间的距离，n为所有顺纹层板的总层数。其中，正交工程竹楼板的跨度方向l沿着顺纹层板的纹理方向；顺纹层板的宽度b的方向与顺纹层板的纹理方向垂直。
[0019]中间顺纹层板的选取规则为：对于三层正交工程竹楼板，最上层的顺纹层板作为中间顺纹层板；对于三层以上的正交工程竹楼板，将正交工程竹楼板几何中心上方最邻近的顺纹层板作为中间顺纹层板。例如，对于七层的正交工程竹楼板，将第二层顺纹层板作为中间顺纹层板。
[0020](b)计算正交工程竹楼板的有效抗弯刚度：
[0021][0022]式中，(EI)
ef
为楼板的有效抗弯刚度，E
i
I
i
为第i层顺纹层板的抗弯刚度。
[0023]步骤S3中所要计算的应力分布包括正应力以及剪应力。正交工程竹楼板的正应力和剪应力的计算表达式分别为：
[0024][0025][0026][0027]式中，σ
it
为第i层顺纹层板顶部位置的正应力，σ
ib
为第i层顺纹层板底部位置的正应力，τ
i
为第i层顺纹层板的剪应力，M为计算截面的弯矩，V为计算截面的剪力，弯矩M以及剪力V为计算过程中代入的条件，根据设计需求进行确定。E
i
为第i层顺纹层板的刚度，h
i
为第i层顺纹层板的厚度，m为剪切面上方顺纹层板的总数量，S
i
为第i层层板截面面积对中性轴的面积矩。顺纹层板剪应力计算时剪切面取在该层板的上边缘，横纹层板剪应力计算时
剪切面取在横纹层板的中间，第一层顺纹层板(最上层的顺纹层板)通常不计算，剪应力为0；j与i类似，是指代顺纹层板的下标。
[0028]正交工程竹楼板的受弯承载力为各顺纹层板验算得到的弯矩的最小值；计算各顺纹层板的弯矩的表达式为：
[0029][0030]当γ
i
E
i
a
i
＜0.5E
i
h
i
时，
[0031][0032]当γ
i
E
i
a
i
＞0.5E
i
h
i
时，
[0033][0034]M
u
＝min(M
ib
，M
it
，i＝1～n)
[0035]式中，M
it
为第i层顺纹层板顶部位置的弯矩，M
ib
为第i层顺纹层板底部位置的弯矩，M
u
为正交工程竹楼板的受弯承载力，取各M
it
以及M
ib
之中的最小值；f
c
为工程竹材的抗压强度，f
t
为工程竹材的抗拉强度。
[0036]正交工程竹楼板的受剪承载力为各层板计算得到的剪力的最小值：
[0037]对于顺纹层板剪力的计算表达式为：
[0038]对于横纹层板剪力的计算表达式为：
[0039]V
u
＝min(V
i
，i＝1～n)
[0040]式中，V
u
为正交工程竹楼板的受剪承载力；f
v
为工程竹材的抗剪强度，f
vb
为工程竹材的滚剪强度；m为相应层板的剪切面上方顺纹层板的总数量；第一层顺纹层板的剪力不计算。
[0041]与现有技术相比，本专利技术一种正交工程竹楼板承载力计算方法具有如下有益效果：
[0042]本专利技术提供了一种正交工程竹楼板的承载力计算方法，忽略顺纹层板剪切变形的影响，将横纹层板作为顺纹层板的连接来考虑各顺纹层板的组合作用。可同时考虑工程竹抗拉、抗压破坏、抗剪破坏和滚剪破坏，计算效率高，且计算精度高，可用于正交工程竹楼板的工程设计，为正交工程竹楼板的推广提供技术支撑。
[0043]本专利技术附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，这些将从下面的描述中变得明显，或通过本专利技术的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种正交工程竹楼板承载力计算方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤S1：将正交工程竹楼板各顺纹层板进行编号；步骤S2：采用γ—法计算正交工程竹楼板的有效抗弯刚度；步骤S3：计算正交工程竹楼板的应力分布；步骤S4：验算各顺纹层板的抗拉和抗压强度，计算正交工程竹楼板的受弯承载力；步骤S5：验算各顺纹层板的抗剪强度和横纹层板的滚剪强度，计算正交工程竹楼板的受剪承载力。2.根据权利要求1所述正交工程竹楼板承载力计算方法，其特征在于，所述正交工程竹楼板由3～9层工程竹材正交组坯并采用结构胶黏剂压制而成；工程竹材包括胶合竹、重组竹。3.根据权利要求1所述正交工程竹楼板承载力计算方法，其特征在于，所述步骤S1中编号规则为各顺纹层板由上至下，按1～n进行编号。4.根据权利要求3所述正交工程竹楼板承载力计算方法，其特征在于，所述步骤S2包括：(a)计算各顺纹层板的组合效应系数和各顺纹层板的形心与总截面形心之间的距离折算值，其表达式为：算值，其表达式为：式中，γ
i
为第i层顺纹层板的组合效应系数，其中中间顺纹层板的组合效应系数取1，E
i
A
i
为第i层顺纹层板的轴向刚度，G
R
为顺纹层板的滚剪模量，为第i层顺纹层板靠中间顺纹层板侧横纹层板的厚度，l为正交工程竹楼板的跨度，b为顺纹层板的宽度，a
i
为第i层顺纹层板形心与总截面形心之间的距离折算值，y
i
为第i层顺纹层板形心与中间顺纹层板的形心之间的距离，n为所有顺纹层板的总层数；(b)计算正交工程竹楼板的有效抗弯刚度：式中，(EI)
ef
为正交工程竹楼板的有效抗弯刚度，E
i
I
i
为第i层顺纹层板的抗弯刚度。5.根据权利要求4所述正交工程竹楼板承载力计算方法，其特征在于，所述正交工程竹楼板的正应力和剪应力的计算表达式为：
式中，σ
it
为第i层顺纹层板顶部位置的正应力，σ
ib
为第i层顺纹层板底部位置的正应力，τ
...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈玲珠，王卓琳，许清风，冷予冰，陈溪，王明谦，
申请(专利权)人：上海建科预应力技术工程有限公司，
类型：发明
国别省市：