木质工字梁侧向屈曲的判别及其应用意义

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1、木质工字梁侧向屈曲的判别及其应用意义JudgementofthelateralbulkingofWoodI-Joistanditsapplicationsignificance冯琦董春雷张宏健(西南林学院，云南昆明650224)摘要：对静载状态下的木质工字梁(U)侧向稳定性的试验、计算和分析结果表明：IJ虽然有超前侧向屈曲，但总体上仍然服从均质工字梁侧向屈曲理论的基本规律，均质工字梁的经典计算方法仍然可以较为准确地预测lJ的佣向屈曲临界荷载。同时表明：用弯矩来判剐IJ的侧向稳定性比用整梁强度更具科学性和实用性，运用以弯矩和侧向稳

2、定系数为关键指标的侧向稳定判别式可以准确判断U的侧向稳定性．为此建议我国相关标准考虑对木质梁侧向稳定性计算公式的修订，并加强我国适应性侧向稳定系数及其各项修正系数的基础研究。关键词：木质工字梁；侧向屈曲；临界载荷；侧向稳定系数Abstract：Resultsfromtheexperiment，calculationandanalysisforthestaticlateralbulkingofwood1-Joist(坊showedthat，thoughtherewasanadvanceddeflection，Ustillsubje

3、ctedtOthebasiclawofthehomogeneombeaminlateralbulking，SOthattheclassicalmathematicsforcriticalloadingonthelateralbulkingofhomogeneousbeamcouldbe叩一priedtOpredictforthatofIjcorrecdF．Meanwhile，itWiltsindicatedthatbendingmomentoftheIjismuchmorescien-tificandapplicablethan

4、modulusofruptureofthewholeIjandtheequationtOjudgelateralbulking而d1bendingmo-mentandlateralstabilitycomtant(LSC)askeyparameterscouldbeexactlyusedfortellingthelateralbulkingofIj，basedonwhich，suggestionsforimprovingrelativeChinesenationalstandardintheequationforlateralb

5、ulkingofwoodI-joistandenforcingthebasicresearchontheCMnesesuitedLSCincludingthevariesofconstantswereputforward．Keywords：WoodI-joist，lateralbulking；criticalloading；coefficientofthelateralbulking中图分类号：TU223文献标识码：A文章编号：1003-8965(2010)01—0058-051前言预组型木质工字梁(PrefabricatedW

6、oodl—Joist，简称：IJ)是现代轻型木结构建筑的主要承重构件。由于lJ的截面形状高而窄且有较大的应用跨距，当垂向静荷载P增大到一定程度时，除了仍有垂向弯矩所致的垂向弯曲变形Ay外，还会发生侧向屈曲变形AZ，乃至发生IJ的侧向屈曲失稳(图1)，从而严重影响IJ的承载能力和使用性能。对静态屈曲行为的解析来自于经典的均质工字梁静弯曲理论”1，但以单板层积材或实木为翼缘、以大片／定向刨花板或胶合板为腹板且有着翼缘／腹板接口的IJ是一种非均质材料，因此，均质工字梁的理论是否适用于lJ，却值得探讨。2梁的侧向屈曲的判别2．1梁的侧向

7、屈曲临界荷载本文受国家自然科学基金项目(30771684)资助。图1工宇梁的侧向屈曲本文对梁的屈曲行为的探讨均在静态状况之下。简支均质梁两点对称加载形式下的计算弯矩的公式”I为：M=pl／6(1)

8、J许用设计弯矩的计算公式‘2l为：【M]=ftAd“(2)式(1)和(2)中，P为垂向荷载，I为梁的跨距，f。为翼缘的抗拉强度设计值，A为单个翼缘的面积(去除开槽部分面积)，d”为两翼缘截面中心矩。初始平衡状态下的简支均质工宇梁，在外界荷载扰动下即将发生屈曲时的最大垂向弯矩称为屈曲临界弯矩幽，用M。表示，其计算公式川为：Mcr=孚、／

9、瓯盯(3)式(3)中，E为均质工字梁的翼缘的抗拉弹性模量，I。为工字型截面对Y轴的惯性矩，EI，为工字梁截面的侧向抗弯刚度；I。为材料的剪切弹性模n量，I，为截面的扭转惯性矩(It=孚∑d。3b；)，di,b．分oi=1别为工字梁截面上的翼缘和腹板3个矩形单元的