Czy ta strona jest pomocna? 1x

248x

001923

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

2025-02-12

Obliczanie ściany drewnianej zbudowanej z paneli za pomocą grubości typu Drewniany panel szkieletowy

W tym artykule przeprowadzany jest wymiarowanie ściany panelowej z wykorzystaniem typu grubości płyty belkowej.

Zasady projektowania według EC 5 przedstawione w artykule Obliczanie płyty drewnianej o typie grubości są następujące: wyjaśnione. Wartości materiału i geometrii zaczerpnięto z tego artykułu i nie będą tutaj ponownie określane.

Kb | Obliczanie ściany drewnianej zbudowanej z paneli za pomocą grubości typu Drewniany panel szkieletowy

Drewniana ściana z płyt poszytych z jednej strony. Obliczenia są przeprowadzane dla ugięcia poziomego 12 kN w kombinacji obciążeń 1.

Szerokość płyty jest stosowana dla długości 2,56 m. Zazwyczaj nie stosuje się płyt wielkoformatowych. W przypadku zwykłych płyt szerokość musiałaby zostać ustawiona na 1,25 m!

Obciążenia pionowe są przedstawione przez model 3D w górnej ramie. Ze względu na efekt ciągłości, wynikowa siła osiowa 6,75 kN/m × 0,625 m = 4,22 kN, określona w obliczeniach ręcznych, nie daje wyników.

Model ściany z drewnianych paneli z siłami osiowymi i momentami gnącymi na żebrach w RFEM 6

Ściana drewniana: Rozkład obciążeń w RFEM 6

Dlatego w obliczeniach przy użyciu typu grubości kratownicy maksymalna siła osiowa wynosząca -4,72 kN wynika z czysto pionowego obciążenia 6,75 kN/m. Rysunek pokazuje siły osiowe raz z uwzględnieniem wpływu ciągłości, a raz bez wpływu.

Wraz z siłą poziomą w kombinacji obciążeń otrzymuje się siłę ściskającą -12,66 kN.

Symulacja rozkładu siły osiowej w drewnianej ścianie szkieletowej w RFEM 6

Siła normalna w żebrach drewnianej ściany

Żebra są traktowane jako bocznie zabezpieczone przed obrotem i wyboczeniem. Dlatego też obliczenia zgodnie z 6.3.2 z [1] są przeprowadzane względem osi mocnej.

Wymiarowanie belek

Stateczność tarczy belkowej jako ściana drewniana zgodnie z EC 5

Analiza stateczności tarczy belkowej dla ściany z płyt drewnianych

Nachylenia (imperfekcje) i obciążenia wiatrem zostaną wkrótce omówione w kolejnym artykule na temat analizy przestrzennej.

Projektowanie poszycia

W obliczeniach poszycia można przeanalizować trzy rodzaje uszkodzenia.

Wymiarowanie łączników
Nośność płyty OSB/3 na ścinanie
Wyboczenie poszycia

Wymiarowanie łączników

Nośność na wyboczenie (według 8.30 [1])

Zakłada się, że wytrzymałość na rozciąganie wynosi fu_,k = 900 N/mm².

M_{y, Rk} = 0.3 \cdot f_{u, k} d^{2.6} = 0.3 \cdot 900 N / {mm}^{2} \cdot 1 . 5^{2.6} = 774.8 Nmm

Charakterystyczny moment uplastycznienia

Nośność otworu w płycie OSB (8.22 [1])

f_{h, k} = 65 d^{- 0, 7} t^{0, 1} = 65 \cdot 1, 5^{- 0, 7} \cdot 15^{0, 1} = 64, 16 N / m m^{2}

Nośność na docisk otworu w płycie OSB

Nośność na wyboczenie (NA.116 [1])

Współczynnik A = 0,8 z Tabeli NA.13[1]

F_{v, Rk} = A \sqrt{2 M_{y, Rk} \cdot f_{h, 1, k} \cdot d} = 0.8 \sqrt{2 \cdot 774.8 \cdot 64.16 \cdot 1.5} = 308.9 N \approx 0.31 kN

Nośność zaciskania

Nośność płyty (9.21 [1])

Szerokość ściany usztywniającej b_i = 256 cm
Współczynnik c_i = 1 (9.21 [1])
Rozstaw łączników s = 7,5 cm

F_{i, v, Rd} = \frac{F_{v, Rk} \cdot b_{i} \cdot c_{i}}{s} = \frac{0.31 kN \cdot 256 cm \cdot 1}{7.5 cm} = 12.65 kN

Nośność płyty VBM

przepływ ścinania

s_{v, 0, Rd} = \frac{F_{i, v, Rd}}{L} = \frac{12.65 kN}{2.56 m} = 4.94 kN / m

Stan graniczny nośności przepływu ścinania

s_{v, 0, d} = \frac{F}{L} = \frac{12 kN}{2.56 m} = 4.69 kN / m

Obciążenie przepływem ścinania

Wartość ta jest obliczana w ten sam sposób na wykresach wyników, przy użyciu prawidłowego wygładzania.

Wykres obciążenia ścinającego w drewnianej ścianie panelowej

Przebieg wyników przepływu ścinania w drewnianej ścianie panelowej

Alternatywnie do wykresów wyników, siły są również przedstawiane graficznie w postaci sił na przegubach liniowych. W tym przykładzie sztywności są obliczane tylko w kierunku podłużnym przegubu liniowego. Dlatego wystarczy przeanalizować siły dla n, jak pokazano na poniższym rysunku. Jeżeli uwzględniana jest również sztywność w C_u,z, konieczne jest przeanalizowanie siły v_z również w tym miejscu.

Wizualizacja przepływu ścinania i sił działających na drewnianej ścianie

Przepływ ścinania w drewnianej ścianie płytowej

Wymiarowanie łączników:

η = \frac{s_{v, 0, d}}{s_{v, 0, Rd}} = \frac{4.69 kN / m}{4.94 kN / m} = 0.95 \leq 1

Wymiarowanie połączenia

Wyboczenie przy ścinaniu płyty (zgodnie z 9.2.4.2[1])

b_netto = 565 mm (rozstaw żeber)
b_netto/t = 565 mm/15 mm = 37,7 mniej niż 100

--> Obliczenia wyboczenia są spełnione.

Ponieważ odległość jest większa niż 35, współczynnik k_sb jest uwzględniany w obliczeniach płyty zgodnie z niemiecką normą EN.

Sprawdzenie płyty

s_{v, 0, Rd, P} = \frac{f_{v, k} \cdot k_{\mod} \cdot t \cdot k_{sb} \cdot k_{da}}{γ_{M}} = \frac{6.8 N / mm ² \cdot 1 \cdot 15 mm \cdot 0.84 \cdot 1}{1.2} = 71.4 kN / m

Przebieg ścinania w stanie granicznym nośności okładziny

Wytrzymałość na ścinanie OSB f_v,k = 6,8 N/mm²
Częściowy współczynnik bezpieczeństwa y_M = 1.2
Współczynnik modyfikacji k_mod = 1.0
Ścinanie dla płyty k_sb = 35 * t/b_r = 0,84
Współczynnik wg NCI 9.2.4.2 k_da = 1.0 (ze względu na okładzinę po jednej stronie)
Odległość żeber b_r = 62,5 cm

η = \frac{s_{v, 0, d}}{s_{v, 0, R d, P}} = \frac{4, 69 k N / m}{71, 4 k N / m} = 0, 07 < 1

Sprawdzenie płyty

Autor

Pan Kuhn jest odpowiedzialny za rozwój produktów do konstrukcji drewnianych i zapewnia wsparcie techniczne dla naszych klientów.

Odnośniki

Kb | Obliczanie ściany drewnianej zbudowanej z paneli za pomocą grubości typu Drewniany panel szkieletowy

Odniesienia

DIN. (2013). Załącznik krajowy – Eurokod 5: Bemessung und Konstruktion von Holzbauten - Teil 1-1: Allgemeines - Allgemeine Regeln und Regeln für den Hochbau; DIN EN 1995-1-1/NA:2013-08