3044x

001548

Amy Heilig, PE

2018-12-05

2018. Aktualizacja NDS dla konstrukcji z drewna krzyżowego

American Wood Council (AWC) opublikowała edycję Krajowej specyfikacji projektowej (NDS) dla konstrukcji drewnianych z 2018 roku. This is the second edition of the NDS to contain a chapter dedicated to cross-laminated timber (CLT) design. Therefore, a couple of revisions were included in the 2018 NDS when compared to the previous 2015 Edition.

Nowy przepis 1: Współczynnik konwersji formatu, K_F (tylko LRFD) - Sekcja 10.3.10

Współczynnik konwersji formatu K_F objaśniono bardziej szczegółowo w tabeli 10.3.1 [1]. Wartość ta jest uwzględniana, jeżeli siłę tnącą F_s oblicza się jedynie w LRFD. Współczynnik dostosowuje wartość obliczeniową odniesienia ASD do nośności odniesienia LRFD. Wcześniej współczynnik ten był ustalany na 2,88 w KDPW. W wersji 2018 wartość ta została skorygowana do 2.00.

Moduł RF-LAMINATE został zaktualizowany, aby podczas wymiarowania wg ANSI/AWC NDS-2018 i LRFD uwzględniał nowy współczynnik K_F wynoszący 2,00.

Współczynnik konwersji formatu, KF, w przypadku obliczeń według 201 NDS i LRFD w RF-LAMINATE

Formatkonvertierungsfaktor KF bei Bemessung nach NDS 2018 und LRFD in RF-LAMINATE

Nowy przepis 2: Występująca sztywność na zginanie podczas obliczeń ugięcia - Sekcja 10.4.1

The 2018 NDS states in Section 10.4.1 [1] that the deflection of a CLT panel must include the effects of bending as well as shear deformation. Norma zaleca również zmniejszenie efektywnej sztywności na zginanie EI_eff w celu uwzględnienia odkształcenia ścinania w funkcji obciążenia płyty, a także warunków podparcia, geometrii, rozpiętości i efektywnej sztywności ścinania. The stiffness adjusted for shear deformation is referred to as the apparent bending stiffness, (EI)_app, and can be calculated as per equation 10.4-1 [1]. Równanie to nieco odbiega od normy z 2015 roku.

W RFEM i RF laminatu, nie jest możliwe do rozważenia (El)_APP, ponieważ współczynnik korekcyjny odkształcenia ścinającego_Ks dla każdej płytki musi być ustalona w Tabeli 10.4.1.1 [1]. K_s depends on both the loading conditions (that is, uniformly distributed, line load at mid-span, line load at quarter points, and so on), as well as the end fixity (that is, fixed, pinned, cantilever, and so on). These variables do not necessarily fall into the defined categories defined in Table 10.4.1.1, but rather may include several different loading conditions or end fixity. Z tego względu moduł RF-LAMINATE oferuje inne i bardziej precyzyjne podejście do uwzględniania efektów deformacji przy ścinaniu.

RF-LAMINATE wykorzystuje teorię laminatów do obliczania efektywnej sztywności panelu z drewna klejonego warstwowo na ścinanie. Cała macierz sztywności dla każdej płyty składa się z kilku parametrów sztywności, w tym zginania i skręcania, ścinania, membrany i mimośrodu, oraz danych D₄₄ i D₅₅ , które odnoszą się konkretnie do sztywności na ścinanie.

Wprowadzone wartości sztywności na ścinanie D44 i D55 w całej macierzy sztywności panelu z drewna klejonego warstwowo:

\begin{array}{l} D = [\begin{matrix} D_{11} & D_{12} & D_{13} & 0 & 0 & D_{16} & D_{17} & D_{18} \\ D_{22} & D_{23} & 0 & 0 & sym . & D_{27} & D_{28} \\ D_{33} & 0 & 0 & sym . & sym . & D_{38} \\ D_{44} & D_{45} & 0 & 0 & 0 \\ D_{55} & 0 & 0 & 0 \\ sym . & D_{66} & D_{67} & D_{68} \\ D_{77} & D_{78} \\ D_{88} \end{matrix}] \\ Bending and Torsion : D_{11} D_{12} D_{13} D_{22} D_{23} D_{33} \\ Shear : D_{44} D_{45} D_{55} \\ Membrane : D_{66} D_{67} D_{68} D_{77} D_{78} D_{88} \\ Eccentricity : D_{16} D_{17} D_{18} D_{27} D_{28} D_{38} \end{array}

Formuła 1

General technical regulations [2] suggest that in order to calculate the effective shear stiffness, the shear stiffness must be reduced by applying a shear correction coefficient, κ, in the panel's x and y directions. Efektywna sztywność na ścinanie = κGA
z
κ = współczynnik korekcyjny ścinanie
G = moduł ścinania
A = pole przekroju

W przypadku typowego jednorodnego materiału rozkład naprężeń stycznych ma kształt paraboliczny przy uwzględnieniu przekroju elementu. W przypadku tego jednorodnego materiału zazwyczaj stosowana jest wartość κ 5/6 lub 0,8. However, when looking at the shear stress distribution of a CLT panel, the shape is no longer parabolic and the material is not considered homogeneous, but rather isotropic. Z tego względu nie można zastosować współczynnika 0,8. Współczynnik korekcyjny na ścinanie dla płyt z drewna klejonego warstwowo (glulam) istnieje i zależy od liczby warstw poprzecznych.

Schätzungen Schubspannungsverlauf und Schubkorrekturfaktor

W module RF-LAMINATE współczynnik korekcji ścinania jest uwzględniany pośrednio, gdy wartości wprowadzone do macierzy sztywności D₄₄ i D₅₅ są obliczane według wzoru całkowego Grashof [3].

D_{44, calc}^{''} = \frac{1}{\int_{- t / 2}^{t / 2} \frac{1}{G_{xz}^{''} (z)} (\frac{\int_{z}^{t / 2} E_{x}^{''} (\bar{z}) (\bar{z} - z_{0, x}) d \bar{z}}{\int_{- t / 2}^{t / 2} E_{x}^{''} (\bar{z}) (\bar{z} - z_{0, x})^{2} d \bar{z}}) d z}, z_{0, x} = \frac{\int_{- t / 2}^{t / 2} E_{x}^{''} (\bar{z}) \bar{z} d \bar{z}}{\int_{- t / 2}^{t / 2} E_{x}^{''} (\bar{z}) d \bar{z}}

Wzór 2

D_{55, calc}^{''} = \frac{1}{\int_{- t / 2}^{t / 2} \frac{1}{G_{yz}^{''} (z)} (\frac{\int_{z}^{t / 2} E_{y}^{''} (\bar{z}) (\bar{z} - z_{0, y}) d \bar{z}}{\int_{- t / 2}^{t / 2} E_{y}^{''} (\bar{z}) (\bar{z} - z_{0, y})^{2} d \bar{z}}) d z}, z_{0, y} = \frac{\int_{- t / 2}^{t / 2} E_{y}^{''} (\bar{z}) \bar{z} d \bar{z}}{\int_{- t / 2}^{t / 2} E_{y}^{''} (\bar{z}) d \bar{z}}

Wzór 3

Wartości sztywności D₄₄ , D₅₅ podane są za pomocą poniższych równań, gdzie l jest średnią długością linii otaczających powierzchnię jako „ramką”.

D_{44}^{''} = \max (D_{44, calc}^{''}, \frac{48}{5 l^{2}} \frac{1}{\frac{1}{\sum_{i = 1}^{n} E_{x, i}^{''} \frac{t_{i}^{3}}{12}} - \frac{1}{\sum_{i = 1}^{n} E_{x, i}^{''} \frac{z_{\max, i}^{3} - z_{\min, i}^{3}}{3}}})

Wzór 4

D_{55}^{''} = \max (D_{55, calc}^{''}, \frac{48}{5 l^{2}} \frac{1}{\frac{1}{\sum_{i = 1}^{n} E_{y, i}^{''} \frac{t_{i}^{3}}{12}} - \frac{1}{\sum_{i = 1}^{n} E_{y, i}^{''} \frac{z_{\max, i}^{3} - z_{\min, i}^{3}}{3}}})

Wzór 5

Pozycje D₄₄ i D₅₅ , które zostały automatycznie obliczone w module RF-LAMINATE, uwzględnią teraz wymagane zmniejszenie sztywności na ścinanie. Ta sama macierz sztywności jest stosowana w programie RFEM do obliczania ugięć płyty. Therefore, the requirements of the 2018 NDS considering both bending and shear deformation for deflection calculations as per Section 10.4.1 are met by taking a more exact approach with the Laminate Theory, as opposed to approximating the effects of shear deformation by reducing the effective bending stiffness.

Autor

Amy Heilig jest Prezesem amerykańskiego oddziału w Filadelfii. Odpowiada za sprzedaż, wsparcie techniczne i ciągły rozwój programów na rynek północnoamerykański.

Odnośniki

Programy do analizy statyczno-wytrzymałościowej konstrukcji z drewna

Odniesienia

American Wood Council. (2018). Krajowa specyfikacja projektowa (NDS) dla konstrukcji drewnianych, wydanie 2018 . Leesburg: AWC.
Schickhofer, G.; Bogensperger, T.; Moosbrugger, T.: BSPhandbuch - Holz-Massivbauweise in Brettsperrholz - Nachweise auf Basis des neuen europäischen Normenkonzepts, 2. Auflage. Graz: Verlag der Technischen Universität Graz, 2010
Handbuch RF-LAMINATE. Tiefenbach: Dlubal Software, September 2016.

;

2018. Aktualizacja NDS dla konstrukcji z drewna krzyżowego

Nowy przepis 1: Współczynnik konwersji formatu, KF (tylko LRFD) - Sekcja 10.3.10

Nowy przepis 2: Występująca sztywność na zginanie podczas obliczeń ugięcia - Sekcja 10.4.1

Nowy przepis 1: Współczynnik konwersji formatu, K_F (tylko LRFD) - Sekcja 10.3.10