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

2019-05-22

计算木结构板墙| 1.确定极限状态和刚度

木结构加劲肋通常通过木板完成。为此，将板（刨花板、OSB）用杆件连接起来。关于这种施工方法的基本原理以及在 RFEM 中的计算将在以后的专题文章中进行介绍。在本文的第 1 篇文章中，将介绍刚度的确定和计算。

木结构板构造

框架

木板结构

木板的承载能力极限状态是根据规范例如欧洲规范5或NDS 2018来确定的。在许多国家/地区，通常使用应力蒙皮理论进行设计。

如开始所述，木板的设计不是这次分析的重点。因此下面仅按照欧洲规范 5 中规定的方法进行简要说明。此外，这些文章中没有给出关于紧固件几何规则或最小间距的详细说明。

木板墙由以下构件组成：

带肋
内肋(如有)
覆面板
紧固件设置
边缘肋
脚肋

可以在两侧或只在一侧进行熔接。由于结构上的物理原因，在计算时外墙通常在单侧设置包层。

木结构板建筑墙体

木结构墙板

承载力极限状态

定向刨花板和肋条之间通常通过钢钉连接。

紧固件的承载力：

公式 1：
屈服弯矩 M_y,Rk = 150 ⋅ d³

公式 2：
孔洞承载力 f_h,1,k = 65 ⋅ d^-0.7 ⋅ t^0.1

;f_h,2,k = 0.082⋅ρ_k ⋅ d^-0.3

公式 3：

承载力 (NA.109 DIN EN 1995-1-1)

F_{v, Rk} = \sqrt{\frac{2 \times β}{1 + β}} \cdot \sqrt{2 \cdot M_{y, R k} \cdot f_{h, 1, k} \cdot d}

公式 1

值:
d 是紧固件直径，
t 为毛层厚度。

墙体承载力：

公式 4：
墙宽比

c_{i} = \{\begin{cases} 1 für b_{i} \geq b_{0} \\ \frac{b_{i}}{b_{0}} für b_{i} \geq b_{0} \end{cases}

公式 2

公式 5：
极限状态

{m a t h r m F}_{m a t h r m v ， m a t h r m R k} = f r a c {m a t h r m F}_{m a t h r m f ， m a t h r m R k} c d o t {m a t h r m b}_{1} c d o t {m a t h r m c}_{1} {m a t h r m a}_{m a t h r m v}

公式 3

值:
b_i是墙体总宽度，
h 是墙高。
b₀ is

f r a c m a t h r m h 2

公式 4

a_v是紧固件的距离。

其他重要的验算例如边缘肋的屈曲验算、锚固验算以及保护层的屈曲验算。

应变

当承载力极限状态设计时，在确定刚度时，首先要考虑板的四个变形计算：

紧固件的柔性
板壳的柔度
肋类型屈服
锚固柔度

公式 6：
紧固件屈服(夹紧)

{m a t h r m u}_{m a t h r m k ， m a t h r m i n s t} = l e f t （ 2 c d o t m a t h r m l 2; c d o t m a t h r m h r i g h t ） c d o t f r a c {m a t h r m a}_{m a t h r m v} {m a t h r m k}_{m a t h r m s e r} c d o t m a t h r m l^{2} c d o t m a t h r m F

公式 5

公式 7：
包层的屈服

u_{G, inst} = \frac{F \cdot h}{\frac{5}{6} \cdot G \cdot A}

公式 6

公式 8：
肋类型屈服

u_{E, inst} = \frac{2}{3} \cdot \frac{F \cdot h^{3}}{E \cdot A \cdot l^{2}}

公式 7

概述总结

本文介绍了如何确定木板的承载能力极限状态和刚度。在下面关于木结构面板的文章中，将借助这些基本知识来介绍在二维或三维计算中如何考虑这些刚度。

作者

Kuhn 先生负责木结构产品的开发工作，并为客户提供技术支持。

链接

木结构分析与设计软件

参考

科林，F. 木板结构的加劲肋 - 基本原理、荷载、按照 EUROCODE 5 的设计验算, 2nd 编）。卡尔斯鲁厄： Ingenieurbüro Holzbau