Обновления NDS 2018 для расчетов конструкций из поперечно-клеёной древесины

Изменение 1: Коэффициент преобразования формата, K_F (только LRFD) - раздел 10.3.10

Коэффициент преобразования формата K_F указан в таблице 10.3.1 [1]. Данное значение принимается во внимание только при расчете прочности на сдвиг качения F_s у LRFD. Коэффициент корректирует расчетное значение ASD на значение эталонного сопротивления LRFD. Раньше было данное значение в норме NDS 2015 задано как равное 2,88. Однако в норме 2018 было его обновили и теперь оно равно 2,00.

Модуль RF-LAMINATE был обновлен для учёта нового коэффициента K_F равным 2,00 при расчёте по нормам ANSI/AWC NDS-2018 и LRFD.

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

Изменение 2: Явная изгибная жесткость для расчета прогибов - раздел 10.4.1

Согласно норме NDS 2018, разделу 10.4.1 [1] , прогиб панели CLT должен включать в себя действие изгиба и деформации сдвига. Кроме того, норма предполагает понижение эффективной изгибной жесткости EI_eff, чтобы деформация сдвига могла учитыватсь в зависимости от нагружения панели и условий опирания, а также геометрии, размера пролета и эффективной жесткости при сдвиге. Жёсткость, с поправкой на деформацию сдвига, обозначена как явная жёсткость при изгибе (EI)_app и может быть рассчитана по формуле 10.4-1 [1]. Однако по сравнению с нормой от 2015 года, было данное уравнение было немного изменено.

В программе RFEM и RF-LAMINATE нельзя применить жесткость (EI)_app, потому что поправочный коэффициент деформации сдвига K_s для каждой панели должен быть указан в таблице 10.4.1.1 [1]. K_s зависит от условий нагружения (т.е. равномерно распределенной нагрузки, линейной нагрузки в центре пролета, линейной нагрузки в точках четверти пролета и т.д.) и от заделки стержня (т.е. заделки, шарнира, консоли и т.д.). Эти переменные не обязательно попадают в определённые категории, указанные в таблице 10.4.1.1, а могут включать в себя несколько различных условий нагружения или закрепления концов стержня. Модуль RF-LAMINATE использует для учета воздействий деформации сдвига иной, более точный подход.

В модуле RF-LAMINATE применяется для расчета эффективной жесткости сдвига у панели из кросс-ламинированной древесины теория слоистых материалов. Общая матрица жесткости для каждой панели состоит из нескольких элементов жесткости, включая изгиб, кручение, сдвиг, мембрану и эксцентриситет с элементами D₄₄ и D₅₅, связанными исключительно с жесткостью сдвига.

Элементы жесткости сдвига D44 и D55 в общей матрице жесткости панели из кросс-ламинированной древесины:

Общие технические регламенты [2] предлагают для расчёта эффективной жесткости сдвига уменьшить саму жёсткость сдвига путем применения поправочного коэффициента κ в направлениях осей х и у панели. Эффективная жесткость сдвига = κGA
где
κ = коэффициент коррекции сдвига
G = модуль сдвига
A = площадь сечения

Распределение напряжения сдвига для типичного однородного материала в отображении сечения элемента образует форму параболы. Обычно у однородного материала применяется значение κ, равное 5/6 или 0,8. Однако, при оценке распределения напряжения сдвига в панели CLT видно, что его форма не является параболической, и материал считается не однородным, а, скорее, изотропным. Это значит, что здесь нельзя применить коэффициент, равный 0,8. В зависимости от количества поперечных слоев, существует для коэффициента коррекции сдвига у панелей CLT несколько приближенных значений.

Schätzungen Schubspannungsverlauf und Schubkorrekturfaktor

В модуле RF-LAMINATE учитывается коэффициент коррекции сдвига косвенно при расчете элементов матрицы жесткости D₄₄ и D₅₅ по интегральной формуле Грасгофа [3].

Значения жесткости D₄₄, D₅₅ затем определяются по следующим уравнениям, где l - средняя длина линии, окружающей поверхность как «коробку».

Элементы D₄₄ и D_55, автоматически рассчитанные в модуле RF-LAMINATE, ныне содержат и требуемое понижение жесткости сдвига. В программе RFEM будет та же матрица жесткости применена для расчета прогиба панели. Таким образом, требования NDS 2018, учитывающие в расчётах прогиба как изгиб, так и деформации сдвига по разделу 10.4.1, выполнены с помощью более точного подхода теории слоистых материалов, в отличие от приближенного учёта эффектов деформации сдвига за счёт снижения эффективного изгиба жёсткости.