本发明专利技术涉及建筑工程领域,公开了一种正交胶合木楼板极限承载能力分析方法,目的在于解决目前暂无简便、有效的正交胶合木楼板设计方法的问题,包括以下步骤:确定正交胶合木楼板不同层板的材料特性和几何特性;计算各层板考虑组合效应的系数;计算正交胶合木楼板的有效抗弯刚度;计算正交胶合木楼板的受弯承载力;验算正交胶合木楼板的受剪承载力;综合确定正交胶合木楼板的极限承载能力。本发明专利技术形成了一种简便、准确、有效的正交胶合木楼板极限承载能力分析方法。能力分析方法。能力分析方法。
【技术实现步骤摘要】
正交胶合木楼板极限承载能力分析方法
[0001]本专利技术涉及建筑结构的承载能力分析方法,特别涉及正交胶合木楼板承载能力的计算方法。
技术介绍
[0002]正交胶合木板材是一种由3至9层实木锯材或结构复合板材正交组坯,采用结构胶黏剂压制而成的矩形、直线、平面板材形式的工程木板材产品,正交胶合木板材由于相邻两层木板交错布置,整体上两个方向的强度和刚度相近,有效弥补了木材顺纹和横纹受力性能差异大的缺陷,已被广泛用于楼板或墙板。
[0003]然而,由于承受面外荷载时,横纹方向的层板会发生剪切变形,顺纹层板之间不能形成完全共同作用,正交胶合木楼板的承载机理较复杂,计算受弯承载力时仅考虑顺纹方向层板的贡献,但应通过合适的方式来考虑横纹层板的影响。目前,国外提出了K值法和剪力类比法来计算正交胶合木楼板的受弯承载力,然而,K值法中K的数值通过试验拟合得到,适用工况较少,而剪力类比法虽然计算精度较高,但计算过程较复杂,不适用于工程应用。综上,目前正交胶合木楼板尚缺少简便、准确、有效的设计方法。
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科学、准确、有效的正交胶合木楼板极限承载能力分析方法。该分析方法能用于正交胶合木楼板极限承载能力的计算,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]一种正交胶合木楼板极限承载能力分析方法,其包括以下步骤:
[0007]步骤S1:确定正交胶合木楼板不同层板的材料特性和几何特性;
[0008]步骤S2:计算各层板考虑组合效应的系数;
[0009]步骤S3:计算正交胶合木楼板的有效抗弯刚度;
[0010]步骤S4:计算正交胶合木楼板的受弯承载力;
[0011]步骤S5:验算正交胶合木楼板的受剪承载力;
[0012]步骤S6:综合确定正交胶合木楼板的极限承载能力。
[0013]所述正交胶合木楼板不同层板的材料特性包括木材的弹性模量、滚剪模量、抗压强度、抗拉强度和抗剪强度等,几何特性包括层板的惯性矩、面积、跨度、宽度和厚度等。
[0014]步骤S2中,从正交胶合木楼板的顺纹方向层板中选取一个中间层板,所述中间层板考虑组合效应的系数取1,其余各层板考虑组合效应的系数按式(1)计算,中间层板组合效应的系数取1:
[0015][0016][0017]式中,E
i
A
i
为第i层顺纹方向层板的轴向刚度,G
R
为顺纹方向层板的滚剪模量,为第i层顺纹方向层板靠中间层板侧横纹方向层板的厚度,l为楼板的跨度,b为顺纹方向层板的宽度,方向与顺纹方向层板的纹理方向垂直。横纹方向层板的组合效应系数不参与计算。
[0018]中间层板从正交胶合木楼板的顺纹方向层板中选取。中间层板的选取规则为:对于三层正交胶合木楼板,最上层的顺纹方向层板作为中间层板;对于大于三层的正交胶合木楼板,将正交胶合木楼板几何中心上方最邻近的顺纹方向层板作为中间层板。例如,对于七层的正交胶合木楼板,将第二层顺纹层板作为中间层板。
[0019]所述正交胶合木楼板的有效抗弯刚度按式(2)计算:
[0020][0021]式中,(EI)
ef
为楼板的有效抗弯刚度,i为顺纹方向层板的编号,n为顺纹方向所有层板的层数,E
i
I
i
为第i层顺纹方向层板的抗弯刚度,a
i
为第i层顺纹方向层板形心与总截面的形心之间的距离折算值。
[0022]所述正交胶合木楼板的受弯承载力按式(3)计算:
[0023][0024]式中,f为木材的强度,受拉侧取抗拉强度,受压侧取抗压强度;i为顺纹方向层板的编号,n为正交胶合木楼板中顺纹方向层板的层数。
[0025]所述正交胶合木楼板的受剪承载力按式(4)计算:
[0026][0027]式中,Q
i
为第i层层板以上的截面面积对中性轴的面积矩,f
v
为木材的抗剪强度,对于横纹方向层板,f
v
取滚剪强度来考虑滚剪破坏的影响;i为层板的编号,i取1~n之间的数值时表示顺纹方向层板,i取n+1~2n
‑
1之间的数值时表示横纹方向层板;E
i
为层板i的弹性模量。
[0028]所述正交胶合木楼板的极限承载能力为受弯承载力和受剪承载力中的最小值。
[0029]与现有技术相比,本专利技术一种正交胶合木楼板极限承载能力分析方法具有如下有益效果:
[0030]本专利技术采用γ
‑
法进行正交胶合木楼板极限承载能力计算,考虑顺纹层板对承载的贡献,横纹层板作为顺纹层板的连接,计算便捷、效率高;通过验算横纹层板的滚剪强度,来考虑滚剪破坏的影响,计算精度高,可用于正交胶合木楼板的工程设计,为正交胶合木楼板的推广提供技术支撑。
[0031]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实践了解到。
附图说明
[0032]本专利技术上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解,其中:
[0033]图1为本专利技术实施例一种正交胶合木楼板极限承载能力分析方法的流程示意图。
[0034]图2为本专利技术实施例一种正交胶合木楼板极限承载能力分析方法的一个5层正交胶合木楼板的示意图。
[0035]图3为本专利技术实施例一种正交胶合木楼板极限承载能力分析方法的一个5层正交胶合木楼板应力分布示意图。
[0036]其中,附图标记为:
[0037]1——顺纹方向正交胶合木层板(第1层层板),2——顺纹方向正交胶合木层板(第2层层板),3——顺纹方向正交胶合木层板(第3层层板),4——横纹方向正交胶合木层板,5——横纹方向正交胶合木层板
具体实施方式
[0038]下面结合具体实施例对本专利技术进行详细说明,以图2、图3所示的正交胶合木楼板为例。根据图1进行操作,其极限承载能力的计算步骤如下:
[0039]步骤S1:确定正交胶合木楼板不同层板的材料特性和几何特性;
[0040]材料特性包括木材的弹性模量、滚剪模量、抗压强度和抗拉强度等,几何特性包括层板的惯性矩、面积、宽度和厚度等:
[0041]E1=E2=E3=12500MPa,G
R
=50MPa,f
t
=17.9MPa,f
c
=23.2MPa,f
v
=2.2MPa,
[0042]h1=h2=h3=34mm,b=1000mm,l=6000mm,E1I1=E2I2=E3I3=4.09
×
10
10
N.mm2,E1A1=E2A2=E3A3=4.25
×
108N
[0043]步骤S2:计算各层板考虑组本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种正交胶合木楼板极限承载能力分析方法,其特征在于,包括以下步骤:步骤S1:确定正交胶合木楼板各层板的材料特性和几何特性;步骤S2:计算各层板考虑组合效应的系数;步骤S3:计算正交胶合木楼板的有效抗弯刚度;步骤S4:计算正交胶合木楼板的受弯承载力;步骤S5:验算正交胶合木楼板的受剪承载力;步骤S6:综合确定正交胶合木楼板的极限承载能力。2.根据权利要求1所述正交胶合木楼板极限承载能力分析方法,其特征在于,所述正交胶合木楼板不同层板的材料特性包括木材的弹性模量、滚剪模量、抗压强度、抗拉强度和抗剪强度,几何特性包括层板的惯性矩、面积、跨度、宽度和厚度。3.根据权利要求1所述正交胶合木楼板极限承载能力分析方法,其特征在于,步骤S2中,从正交胶合木楼板的顺纹方向层板中选取一个中间层板,所述中间层板考虑组合效应的系数取1,其余各顺纹方向层板考虑组合效应的系数的计算公式为:式中,E
i
A
i
为第i层顺纹方向层板的轴向刚度,G
R
为顺纹方向层板的滚剪模量,为第i层顺纹方向层板靠近中间层板侧横纹方向层板的厚度,l为楼板的跨度,b为顺纹方向层板的宽度。4.根据权利要求1所述正交胶合木楼板极限承载能力分析方法,其特征在于,所述正交胶合木楼板的有效抗弯刚度的计算公式为:胶合木楼板的有效抗弯刚度的计算公式为:式中,(EI)
...
【专利技术属性】
技术研发人员:王卓琳,陈玲珠,许清风,王明谦,陈溪,冷予冰,
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:
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