主题:
木结构梁设计按照加拿大规范CSA 2014
注释:
在附加模块RF-TIMBER CSA中可以按照加拿大规范O86-14设计木梁。 出于安全和设计考虑，精确计算木结构杆件的承载力和调整系数非常重要。 接下来的文章检查了RFEM附加模块RF-TIMBER CSA中的弯矩承载力，包括按照加拿大规范CSA O86-14的逐步计算公式，计算受弯矩承载力弯矩，以及最终设计利用率。
论文摘要:
木结构梁设计
在进行设计时，只需简单的支座 杉木和云杉梁（DF-L SS）的长度为10米，名义长度为38米和89米，平均点荷载为1,250基普。 在这种设计中，必须确定调整的弯曲系数和梁的承载力。 假设其作用时间较长。 这里简化了荷载工况。 典型的荷载组合见章节5.2.4 [1]。 图01显示了简支梁的荷载和尺寸。
梁的属性
本示例中使用的截面是木材，名义尺寸为184 mm。 木结构梁截面属性的实际计算如下：
b = 3.50英寸，d = 7.24英寸，L = 10 ft。
毛截面面积：
Ag = b⋅d =（3.50 in。）⋅（7.24 in。）= 25.34in.²
截面模量:
惯性矩：
本例中使用的材料是DF-L SS。 材料属性如下：
弯矩的参考设计值：
fb = 2393.12 psi
弹性模量：
E = 1,812,970 psi
梁的修改系数
按照CSA O86 -14对木杆件进行设计，必须在参考弯矩的计算值（fb）上添加修改系数。 通过这种方式，最后得到了调整后的设计弯折值（Fb）和考虑的弯矩承载力（Mr）。
Fb = fb⋅（KD⋅KH⋅Ks⋅KT）
下面，详细解释和确定该示例的每个修改系数。
KD -作用持续时间系数考虑了不同的荷载周期。 雪荷载，风荷载和地震荷载使用KD进行考虑。 这意味着KD取决于荷载工况。 在这种情况下，KD的增量是根据表5.3.2.2 [1]的0.65假设的，是长期荷载。
KS -湿利用率是考虑到干或湿条件下使用锯木以及截面尺寸。 在本示例中，我们将在纤维和潮湿的情况下弯曲。 根据表6.4.2 [1]，Ks等于0.84。
KT-处理的调整系数考虑到用阻燃剂或其他降低强度的化学剂处理的木材。 该系数是根据记载的时间，温度和湿度试验的强度和刚度确定的。 该系数的设置参见6.4.3 [1]。 在潮湿的情况下，该示例将弹性模量乘以0.95，并且对所有其他属性将乘以0.85。
KZ -尺寸系数考虑了不同的木材尺寸以及如何将荷载施加到梁上。 你可以在章节6.4.5 [1]中找到更多关于该系数的信息。 对于该示例，关于弯曲，剪切的尺寸和表6.4.5 [1]，KZ等于1.30。
KH -系统系数考虑由3个或更多基本平行的杆件组成的木结构杆件。 两根梁之间的间距不能超过610 mm，并且相互承受的荷载。 该规范在6.4.4 [1]中定义。 对于本例，根据表6.4.4的KH值为1.10，因为我们假设是屈曲构件，并且情况1。
KL -侧向稳定性系数考虑在杆件长度方向上的侧向支撑，防止侧向位移和旋转。 下面我们计算侧向稳定系数（KL）。
抗弯抗折系数（FB）
考虑的标准抗弯强度（Fb）在下一部分中确定。 fb的给定抗弯刚度（fb）乘以下面的修改系数。
KD = 0.65
KH = 1.10
Ks = 0.84
KT = 0.85
我们现在可以将Fb与下面的Sect中的公式一起使用。 6.5.4.1 [1]。
Fb = fb⋅（KD⋅KH⋅Ks⋅KT）
Fb = 1221.71 psi
横向稳定性系数KL
位置安全系数（KL）取自第9节。 6.5.4.2 [1]。 在确定KL之前，必须计算长细比。 首先，有效长度（Le）在表7.5.6.4.3 [1]中确定。 在该示例中是一个梁，那么集中的荷载被施加在中间，没有中间柱。 假设的无支撑长度（lu）为3 m。
Le = 1.61（lu）
Le = 5 m
然后，设置截面长细比（CB）。 7.5.6.4.3 [1]。
CB = 10.69
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