Εισαγωγή στη Σχεδίαση Ξυλοδοκών με το CSA-O86-14

Οι δοκοί ξύλου χρησιμοποιούνται για μεγάλο αριθμό εφαρμογών, από δοκούς κεφαλής πάνω από ανοίγματα έως δομικές δοκούς για να συγκρατούν δάπεδα ή στέγες. Προσφέρουν ένα φτηνό, ελαφριά και εύκολη στην εγκατάσταση λύση για πλαισίωση στον Καναδά.

Στον Καναδά, ο "CSA-O86: Μηχανικός Σχεδιασμός σε Ξύλο” Το πρότυπο περιγράφει τα μέσα και τις μεθόδους σχεδιασμού ξύλινων κατασκευών στον Καναδά. Το πρότυπο καλύπτει τα πάντα, από το σχεδιασμό των πάνελ CLT έως τη χωρητικότητα μιας καρφωτής σύνδεσης. Για τη μέση κατασκευή στον Καναδά, Ιδιαίτερο ενδιαφέρον παρουσιάζει το 6ο κεφάλαιο με τίτλο «Πριιστή ξυλεία»..

Υλικές Ιδιότητες Πριστή ξυλείας

Πριόνι ξυλείας, όπως υποδηλώνει το όνομα, είναι ξυλεία που έχει πριονιστεί από μεγαλύτερο δέντρο. Αυτά τα μέλη έχουν πολλές διαστάσεις, είδη και ποιότητες. Στον Καναδά, τον ποιοτικό έλεγχο, Η αναγνώριση και η ταξινόμηση της ξυλείας εποπτεύεται από την Εθνική Αρχή Βαθμών Ξυλείας (NGLA).

Περιεκτικότητα σε υγρασία

Μια σημαντική ιδιότητα του ξύλου, σε σύγκριση με άλλα δομικά υλικά όπως χάλυβας ή σκυρόδεμα, είναι η εσωτερική περιεκτικότητα σε υγρασία. Τα ξύλινα μέλη διαστέλλονται και συστέλλονται με αλλαγές στην περιεκτικότητά τους σε υγρασία, σε διαδικασίες που ονομάζονται υγροσκοπική διόγκωση και υγροσκοπική συρρίκνωση. Η περιεκτικότητα σε υγρασία στο στοιχείο ξύλου εξαρτάται από, μεταξύ άλλων, τη σχετική υγρασία του περιβάλλοντος. Η αρχική περιεκτικότητα σε υγρασία ενός φρεσκοκομμένου δέντρου είναι κατά μέσο όρο 75%. Για τη σταθεροποίηση της διακύμανσης των διαστάσεων και τη μείωση των κινδύνων ανάπτυξης μούχλας, Οι κατασκευαστές συνήθως στεγνώνουν τα ξύλινα μέλη σε περιεκτικότητα σε υγρασία 19% πριν τα πουλήσουν. Αυτή η κατάσταση είναι γνωστή ως "S-DRY" και συχνά αποτυπώνεται σε κάθε μεμονωμένο αποξηραμένο μέλος.

Κατηγορίες

Για τον προσδιορισμό των μηχανικών ιδιοτήτων του μέλους ξύλου, το πρότυπο CSA-O86 χωρίζει όλα τα ξύλινα μέλη σε κατηγορίες, είδη και ποιότητες. Οι κατηγορίες αναφέρονται στο στοιχείο διαστάσεων και προσανατολισμού των ξύλινων μελών. Οι κατηγορίες παρατίθενται παρακάτω:

1. Δομικό φωτιστικό πλαίσιο: Δομικά μέλη με βάθος μικρότερο από 286 mm.
2. Ελαφρύ πλαίσιο: Μικρά ξύλινα μέλη για ελαφριές τεχνικές πλαισίωσης.
3. Δοκός και κορδόνι: Δομικά μέλη πλάτους τουλάχιστον 114 mm και ύψος τουλάχιστον 51 mm μεγαλύτερο από το πλάτος.
4. Ταχυδρομείο και ξυλεία: Δομικά μέλη πλάτους τουλάχιστον 114 mm και ύψος μικρότερο από 51 mm μεγαλύτερο από το πλάτος.

Ομάδες ειδών

Ενώ υπάρχουν αμέτρητα είδη ξύλου στον Καναδά, το πρότυπο CSA-O86 τα ομαδοποιεί σε τέσσερις ξεχωριστές ομάδες ειδών:

1. Douglas Fir Larch, το οποίο περιλαμβάνει: Douglas-Fir και Western Larch
2. Hem-For, το οποίο περιλαμβάνει: Κώνειο της ακτής του Ειρηνικού και έλατο Amabilis
3. Ερυθρελάτη-Πεύκο-Ελάτο, το οποίο περιλαμβάνει: Ελατο, Τζακ πεύκο, Lodgepole πεύκο, Βάλσαμο Έλατο και Αλπικό Έλατο
4. Βόρειο Είδος, η οποία είναι μια ομάδα αλιευμάτων για οποιοδήποτε άλλο καναδικό είδος που ταξινομείται από την NLGA

Βαθμός

Τελικά, κάθε μεμονωμένο μέλος είτε βαθμολογείται οπτικά σύμφωνα με τους κανόνες του NLGAΤυπικοί κανόνες ταξινόμησης για την καναδική ξυλεία» ή μηχάνημα ταξινομημένο σύμφωνα με πρακτορείο βαθμολόγησης διαπιστευμένο για ταξινόμηση με μηχανικά μέσα στον Καναδά. Οι κανόνες οπτικής ταξινόμησης λαμβάνουν υπόψη πολλά χαρακτηριστικά του ξύλινου μέλους, συμπεριλαμβανομένου του μεγέθους του κόμπου, τοποθέτηση κόμπων, συστροφή μέλους, γήπεδο μέλους και κύπελλο μέλους. Η ταξινόμηση των τάσεων της μηχανής χρησιμοποιεί ένα εξειδικευμένο μηχάνημα για τον προσδιορισμό της ακαμψίας του ξύλου στην κάμψη, η οποία συσχετίζεται με την αντίσταση κάμψης του μέλους.

Σχέδιο

Με την κατηγορία του μέλους ξύλου, ομάδα ειδών και κατηγορία, Μπορούμε εύκολα να χρησιμοποιήσουμε τους πίνακες του προτύπου CSA-O86 για να προσδιορίσουμε τις μηχανικές ιδιότητες του μέλους ξύλου. Παράλληλα με τους συνδυασμούς φορτίων που υπολογίζονται σύμφωνα με το Εθνικός Κώδικας του Καναδά (NBCC), Αυτές οι ιδιότητες μπορούν στη συνέχεια να χρησιμοποιηθούν για τον πλήρη σχεδιασμό οποιουδήποτε μέλους ξύλινης δοκού.

Πλεονεκτήματα του ξύλου έναντι άλλων υλικών

Στον Καναδά, το ξύλο είναι φτηνό, προσιτός, φιλική προς το περιβάλλον και ελαφριά εναλλακτική λύση σε άλλα δομικά υλικά. Δεν απαιτεί εξειδικευμένη εργασία και είναι εύκολο να τροποποιηθεί επιτόπου με απλά εργαλεία. Αυτός είναι ο λόγος που ορισμένες επαρχίες (Βρετανο-Κολομβίας και Κεμπέκ) έχουν επιτρέψει πρόσφατα ξύλινες κατασκευές μέχρι 6 ιστορίες (το όριο ήταν παλαιότερα 4 ιστορίες).

Ενώ ο μηχανικός σχεδιασμός των ξύλινων μελών δεν είναι πάντα τόσο απλός όσο ο χάλυβας ή το σκυρόδεμα, Η χρήση εργαλείων όπως ο Υπολογιστής χωρητικότητας δοκών ξύλου SkyCiv επιτρέπει στους μηχανικούς να αρχίσουν να χρησιμοποιούν ξύλο στα σχέδιά τους πιο γρήγορα και με περισσότερη εμπιστοσύνη.

Χρήση του υπολογιστή SkyCiv CSA-O86-14 Wood Beam Capacity Calculator

Για να χρησιμοποιήσετε το SkyCiv CSA-O86-14 Υπολογιστής χωρητικότητας δοκού ξύλου, όλα τα χαρακτηριστικά της δέσμης και οι πληροφορίες φόρτωσης πρέπει να εισαχθούν στον πίνακα εισόδου στην αριστερή πλευρά της οθόνης.

Τομή και Ιδιότητες Υλικών

Το αναπτυσσόμενο μενού επιλογής επιτρέπει δύο τρόπους εισαγωγής πληροφοριών για το τμήμα δοκού: Ψάχνω και Εθιμο. Στο Ψάχνω λειτουργία επιλογής, αυτοκρατορικές ονομαστικές τομές ξύλου μπορούν να επιλεγούν στο Ενότητα πτυσώμενο μενού. Στο Εθιμο λειτουργία επιλογής, το πλάτος της δοκού (σι) και βάθος (ρε) μπορεί να εισαχθεί χειροκίνητα. Σε αυτή τη λειτουργία, η υποκατηγορία δοκού καθορίζεται αυτόματα.

Για τον προσδιορισμό των ιδιοτήτων του υλικού, την κατηγορία, Στη συνέχεια πρέπει να εισαχθεί το είδος και ο βαθμός. Με αυτές τις εισροές, Το SkyCiv μπορεί να ανακτήσει όλες τις σχετικές αντοχές δέσμης στους κατάλληλους πίνακες βάσης δεδομένων, όπως η αντοχή σε κάμψη (fb), διαμήκης διατμητική αντοχή (fv), παράλληλη στη θλιπτική αντοχή του κόκκου (fc), παράλληλη με την αντοχή σε τάση των κόκκων (πόδια) και μέτρο ελαστικότητας (μι).

Ιδιότητες δοκού

Επόμενο, πρέπει να εισαχθούν οι ιδιότητες της δοκού. Τα μήκη της δοκού δεν υποστηρίζονται (Ly και Lz) αντιπροσωπεύουν τη διαμήκη απόσταση μεταξύ των στηρίξεων σε κάθε κατεύθυνση. Τα μη υποστηριζόμενα μήκη χρησιμοποιούνται για την αξιολόγηση της αντίστασης λυγισμού της δοκού υπό συμπιεστικά φορτία (και προς τις δύο κατευθύνσεις), καθώς και η αντίσταση πλευρικής ευστάθειας της δοκού υπό ισχυρό άξονα (σχετικά με τον άξονα Ζ) καμπτικά φορτία.

Τα τέσσερα παρακάτω αναπτυσσόμενα μενού αντιπροσωπεύουν τους παράγοντες τροποποίησης ξύλου CSA-O86-14. Ο συντελεστής διάρκειας φορτίου προσδιορίζεται αυτόματα όταν υπάρχουν συνδυασμοί φορτίου (δηλ., Τα μέλη εισάγονται από το S3D).

Συντελεστικά Φορτία Σχεδίασης

Η τελευταία υποενότητα εισαγωγής αφορά τα συντελεστή φορτία σχεδιασμού. Τα φορτία που εισάγονται εδώ πρέπει να είναι οι μέγιστες τιμές που επιδρούν στη δοκό, και πρέπει να συνυπολογίζονται σύμφωνα με τους συνδυασμούς φορτίων του Εθνικός Κώδικας του Καναδά 2015.

Αυτά μπορούν να ληφθούν με πολλούς τρόπους:

1. Μπορούν να υπολογιστούν με το χέρι χρησιμοποιώντας την τυπική θεωρία δέσμης (δείτε τα παρακάτω άρθρα για περισσότερες πληροφορίες: υπολογισμός διατμητικής δύναμης και υπολογισμός ροπών κάμψης)
2. Μπορούν να προσδιοριστούν χρησιμοποιώντας λογισμικό υπολογισμού δέσμης, όπως το SkyCiv's δωρεάν αριθμομηχανή δέσμης
3. Μπορούν να υπολογιστούν αυτόματα στο SkyCiv's S3D ανάλυση πεπερασμένων στοιχείων λογισμικό και εισάγεται.

Έκθεση Σχεδιασμού και Έξοδος

Μόλις εισαχθούν οι είσοδοι, εκτελέστε την ανάλυση πατώντας το πράσινο κουμπί RUN στην επάνω δεξιά γωνία της σελίδας (δείτε το κόκκινο πλαίσιο παρακάτω). Μόλις ολοκληρωθεί η ανάλυση, Το SkyCiv θα επιστρέψει τις πληροφορίες σχεδίασης στις τυπικές δύο στήλες: ο Έκθεση σχεδιασμού και το Παραγωγή στήλη (δείτε τα πορτοκαλί κουτιά παρακάτω).

ο Έκθεση σχεδιασμού είναι μια λεπτομερής αναφορά με υπολογισμούς βήμα προς βήμα. Μπορεί να γίνει λήψη χρησιμοποιώντας το Αναφορά PDF κουμπί στην επάνω δεξιά γωνία της αναφοράς. ο Παραγωγή στήλη είναι μια περίληψη των υπολογισμών αντίστασης δέσμης, καθώς και τη χρησιμότητα κάθε υπολογισμού. Αυτό επιτρέπει στους χρήστες να επαληθεύουν τα πάντα με μια ματιά.

Περίληψη

Το SkyCiv's Υπολογιστής δοκού ξύλου κάνει την επικύρωση των ξύλινων δοκών γρήγορη και απλή. Δοκιμάστε το δωρεάν τώρα και πείτε μας τη γνώμη σας!

βιβλιογραφικές αναφορές

1. Οι οικοδομικοί κώδικες του Κεμπέκ τροποποιήθηκαν πρόσφατα για να επιτρέπεται το ξύλο σε κατασκευές 6 ορόφων, Weyerhaeuser, 25 Ιούλιος 2013, https://www.weyerhaeuser.com/blog/quebec-building-codes-recently-amended-to-allow-wood-in-6-storey-structures/.
2. CSA-O86-14: Μηχανικός Σχεδιασμός σε Ξύλο. Καναδική Ένωση Προτύπων, 2014.
3. Εθνικός Κώδικας του Καναδά. Οττάβα, Εθνικό Συμβούλιο Έρευνας του Καναδά, 2015.
4. Τυπικοί κανόνες ταξινόμησης για την καναδική ξυλεία. Εθνική Αρχή Κατάταξης Ξυλείας, 2022.
5. Εγχειρίδιο σχεδίασης ξύλου, 2017. Καναδικό Συμβούλιο Ξύλου, 2017.

Alexandre D'Amours
Προγραμματιστής προϊόντος
BSc (Εμφύλιος), ΜΕΝ (Κατασκευαστικός)
LinkedIn