建筑師講義之木結(jié)構(gòu)(二)
更新時(shí)間:2009-10-19 15:27:29
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二、木結(jié)構(gòu)構(gòu)件的計(jì)算
(一)木結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)方法
木結(jié)構(gòu)采用以概率理論為基礎(chǔ)的極限狀態(tài)設(shè)計(jì)方法,計(jì)算時(shí)考慮以下兩種極限狀態(tài):
1. 承載能力極限狀態(tài)
與鋼結(jié)構(gòu)一樣,按承載能力極限狀態(tài)設(shè)計(jì)時(shí),木結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)表達(dá)式采用應(yīng)力表示的計(jì)算式,木材強(qiáng)度的設(shè)計(jì)值按《木結(jié)構(gòu)規(guī)范》表4.2.1―3采用。計(jì)算內(nèi)容包括強(qiáng)度和穩(wěn)定。
2.正常使用極限狀態(tài)
按正常使用極限狀態(tài)設(shè)計(jì)時(shí),對結(jié)構(gòu)和構(gòu)件采用荷載的標(biāo)準(zhǔn)值(按荷載的短期效應(yīng)組合)驗(yàn)算其變形;對受壓構(gòu)件驗(yàn)算其長細(xì)比。
(二)木結(jié)構(gòu)構(gòu)什的計(jì)算
1.軸心受拉構(gòu)件
軸心受拉構(gòu)件的承載力按下式計(jì)算:
2.軸心受壓構(gòu)件
(1)強(qiáng)度計(jì)算
(2)穩(wěn)定計(jì)算
對于比較細(xì)長的壓桿,一般在強(qiáng)度破壞前,就因失去穩(wěn)定而破壞。因此軸心受壓構(gòu)件還需進(jìn)行穩(wěn)定計(jì)算,即:
(3)剛度驗(yàn)算
受壓構(gòu)件的剛度以長細(xì)比λ表示,為避免受壓構(gòu)件因長細(xì)比過大,在自重作用下下垂過大,以及避免過分顫動(dòng),受壓構(gòu)件的長細(xì)比應(yīng)滿足:
3.受彎構(gòu)件
受彎構(gòu)件有單向受彎構(gòu)件和雙向受彎構(gòu)件兩種。當(dāng)荷載的作用平面與截面主軸平面重合時(shí)為單向受彎構(gòu)件(圖11―134a),如房屋中木梁;當(dāng)荷載的作用平面與截面主軸平面不重合時(shí)為雙向受彎構(gòu)件(圖11-134b),如檁條、掛瓦條。
(1)單向受彎構(gòu)件的計(jì)算
1)強(qiáng)度計(jì)算
按承載能力極限狀態(tài)要求,受彎構(gòu)件應(yīng)滿足強(qiáng)度要求,包括彎曲正應(yīng)力和剪應(yīng)力計(jì)算。
a.抗彎強(qiáng)度(正應(yīng)力)計(jì)算
fm―木材抗彎強(qiáng)度設(shè)計(jì)值。
b.抗剪強(qiáng)度(剪應(yīng)力)計(jì)算
2)撓度驗(yàn)算
為滿足正常使用極限狀態(tài)要求,對于受彎構(gòu)件還需驗(yàn)算其撓度:
(2)雙向受彎構(gòu)件計(jì)算
1)強(qiáng)度計(jì)算
2)撓度驗(yàn)算
4.拉彎、壓彎構(gòu)件計(jì)算
(1)拉彎構(gòu)件
受拉同時(shí)受彎的構(gòu)件稱為拉彎構(gòu)件。拉彎構(gòu)件所產(chǎn)生的彎矩可能是由于橫向荷載引起的、拉力的偏心作用引起的、或者是由于不對稱的截面削弱引起的。
拉彎構(gòu)件的承載力按下式計(jì)算:
式中符號意義同前。
(2)壓彎構(gòu)件
構(gòu)件受軸向壓力的同時(shí)還承受彎矩作用的構(gòu)件稱為壓彎構(gòu)件。壓彎構(gòu)件所產(chǎn)生彎矩的原因與拉彎構(gòu)件相同。木結(jié)構(gòu)中,壓彎構(gòu)件較為常見,當(dāng)屋架上弦節(jié)點(diǎn)間放置檁條時(shí),即為壓彎構(gòu)件。
壓彎構(gòu)件的受力特點(diǎn)是:當(dāng)構(gòu)件彎曲時(shí),除初始彎矩和撓曲外,還出現(xiàn)了由軸向壓力引起的附加彎矩(圖11-135),在計(jì)算中必須考慮這一因素。
1)強(qiáng)度計(jì)算
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(一)木結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)方法
木結(jié)構(gòu)采用以概率理論為基礎(chǔ)的極限狀態(tài)設(shè)計(jì)方法,計(jì)算時(shí)考慮以下兩種極限狀態(tài):
1. 承載能力極限狀態(tài)
與鋼結(jié)構(gòu)一樣,按承載能力極限狀態(tài)設(shè)計(jì)時(shí),木結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)表達(dá)式采用應(yīng)力表示的計(jì)算式,木材強(qiáng)度的設(shè)計(jì)值按《木結(jié)構(gòu)規(guī)范》表4.2.1―3采用。計(jì)算內(nèi)容包括強(qiáng)度和穩(wěn)定。
2.正常使用極限狀態(tài)
按正常使用極限狀態(tài)設(shè)計(jì)時(shí),對結(jié)構(gòu)和構(gòu)件采用荷載的標(biāo)準(zhǔn)值(按荷載的短期效應(yīng)組合)驗(yàn)算其變形;對受壓構(gòu)件驗(yàn)算其長細(xì)比。
(二)木結(jié)構(gòu)構(gòu)什的計(jì)算
1.軸心受拉構(gòu)件
軸心受拉構(gòu)件的承載力按下式計(jì)算:
2.軸心受壓構(gòu)件
(1)強(qiáng)度計(jì)算
(2)穩(wěn)定計(jì)算
對于比較細(xì)長的壓桿,一般在強(qiáng)度破壞前,就因失去穩(wěn)定而破壞。因此軸心受壓構(gòu)件還需進(jìn)行穩(wěn)定計(jì)算,即:
(3)剛度驗(yàn)算
受壓構(gòu)件的剛度以長細(xì)比λ表示,為避免受壓構(gòu)件因長細(xì)比過大,在自重作用下下垂過大,以及避免過分顫動(dòng),受壓構(gòu)件的長細(xì)比應(yīng)滿足:
3.受彎構(gòu)件
受彎構(gòu)件有單向受彎構(gòu)件和雙向受彎構(gòu)件兩種。當(dāng)荷載的作用平面與截面主軸平面重合時(shí)為單向受彎構(gòu)件(圖11―134a),如房屋中木梁;當(dāng)荷載的作用平面與截面主軸平面不重合時(shí)為雙向受彎構(gòu)件(圖11-134b),如檁條、掛瓦條。
(1)單向受彎構(gòu)件的計(jì)算
1)強(qiáng)度計(jì)算
按承載能力極限狀態(tài)要求,受彎構(gòu)件應(yīng)滿足強(qiáng)度要求,包括彎曲正應(yīng)力和剪應(yīng)力計(jì)算。
a.抗彎強(qiáng)度(正應(yīng)力)計(jì)算
fm―木材抗彎強(qiáng)度設(shè)計(jì)值。
b.抗剪強(qiáng)度(剪應(yīng)力)計(jì)算
2)撓度驗(yàn)算
為滿足正常使用極限狀態(tài)要求,對于受彎構(gòu)件還需驗(yàn)算其撓度:
(2)雙向受彎構(gòu)件計(jì)算
1)強(qiáng)度計(jì)算
2)撓度驗(yàn)算
4.拉彎、壓彎構(gòu)件計(jì)算
(1)拉彎構(gòu)件
受拉同時(shí)受彎的構(gòu)件稱為拉彎構(gòu)件。拉彎構(gòu)件所產(chǎn)生的彎矩可能是由于橫向荷載引起的、拉力的偏心作用引起的、或者是由于不對稱的截面削弱引起的。
拉彎構(gòu)件的承載力按下式計(jì)算:
式中符號意義同前。
(2)壓彎構(gòu)件
構(gòu)件受軸向壓力的同時(shí)還承受彎矩作用的構(gòu)件稱為壓彎構(gòu)件。壓彎構(gòu)件所產(chǎn)生彎矩的原因與拉彎構(gòu)件相同。木結(jié)構(gòu)中,壓彎構(gòu)件較為常見,當(dāng)屋架上弦節(jié)點(diǎn)間放置檁條時(shí),即為壓彎構(gòu)件。
壓彎構(gòu)件的受力特點(diǎn)是:當(dāng)構(gòu)件彎曲時(shí),除初始彎矩和撓曲外,還出現(xiàn)了由軸向壓力引起的附加彎矩(圖11-135),在計(jì)算中必須考慮這一因素。
1)強(qiáng)度計(jì)算
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