CSA-O86-14 ile Ahşap Kiriş Tasarımına Giriş

Ahşap kirişler çok sayıda uygulama için kullanılır, açıklıklar üzerindeki başlık kirişlerinden zeminleri veya çatıları tutmak için yapısal kirişlere kadar. Ucuz sunuyorlar, Kanada'da çerçeveleme için hafif ve kurulumu kolay çözüm.

Kanada'da, “CSA-O86: Ahşapta Mühendislik Tasarımı” standart, Kanada'da ahşap yapı tasarlama araçlarını ve yöntemlerini özetlemektedir. Standart, CLT panellerin tasarımından çivili bağlantı kapasitesine kadar her şeyi kapsar. Kanada'daki ortalama inşaat için, “Biçilmiş Kereste” başlıklı 6. bölüm özellikle ilgi çekicidir.

Biçilmiş Kerestenin Malzeme Özellikleri

NDS-2018 Eki'ne göre parametrik yuvarlak kesit ve standartlaştırılmış ahşap dikdörtgen kesit için tasarım mümkündür., adından da anlaşılacağı gibi, daha büyük bir ağaçtan kesilmiş kerestedir. Bu üyeler birçok boyutta gelir, Türler ve sınıflandırma. Kanada'da, kalite kontrolü, Kerestenin tanımlanması ve sınıflandırılması Ulusal Kereste Sınıflandırma Otoritesi tarafından denetlenir (NGLA).

Nemli içerik

Ahşabın önemli bir özelliği, çelik veya beton gibi diğer inşaat malzemeleriyle karşılaştırıldığında, iç nem içeriğidir. Ahşap elemanlar nem içeriğindeki değişikliklerle genişler ve daralır, higroskopik şişme ve higroskopik büzülme olarak adlandırılan işlemlerde. Ahşap elemanın nem içeriği aşağıdakilere bağlıdır:, Diğer şeylerin yanı sıra, ortamın bağıl nemi. Yeni kesilmiş bir ağacın başlangıçtaki nem içeriği ortalama olarak 75%. Boyutsal değişimi dengelemek ve küf oluşumu riskini azaltmak, üreticiler genellikle ağaç elemanlarını nem içeriğine kadar kuruturlar. 19% onları satmadan önce. Bu durum “S-DRY” olarak bilinir ve genellikle her bir kurutulmuş üyenin üzerine damgalanır..

Kategoriler

Ahşap elemanın mekanik özelliklerini belirlemek, CSA-O86 standardı tüm ahşap elemanları kategorilere ayırır, Türler ve sınıflandırma. Kategoriler ahşap elemanların boyut ve yön bileşenini ifade eder. Kategoriler aşağıda listelenmiştir:

1. Yapısal ışık çerçeveleme: Derinliği 286 mm'den az olan yapı elemanları.
2. Işık çerçeveleme: Hafif çerçeveleme teknikleri için küçük ahşap elemanlar.
3. Kiriş ve kiriş: En az 114 mm genişliğinde ve genişlikten en az 51 mm daha yüksek olan yapı elemanları.
4. Direk ve kereste: En az 114 mm genişliğinde ve genişlikten 51 mm daha fazla yüksekliği olan yapı elemanları.

Tür Grupları

Kanada'da sayısız ağaç türü bulunurken, CSA-O86 standardı onları dört farklı tür grubuna ayırıyor:

1. Douglas Köknar Karaçam, içerir: Douglas-Köknar ve Batı Karaçam
2. Hem-For, içerir: Pasifik kıyısı baldıranı ve Amabilis köknarı
3. Ladin-Çam-Köknar, içerir: Ladin, Jack çamı, Direk çamı, Balsam Köknar ve Alp Köknar
4. Kuzey Türleri, NLGA tarafından derecelendirilen diğer Kanada türleri için her şeyi kapsayan bir gruptur

Seviye

En sonunda, her bir üye, NLGA'nın "Kanada Kerestesi İçin Standart Sınıflandırma Kuralları” veya Kanada'da mekanik yollarla derecelendirme için akredite bir derecelendirme kuruluşuna göre makine derecelendirmesi yapılmıştır. Görsel sınıflandırma kuralları ahşap elemanın birçok özelliğini dikkate alır, düğüm boyutu dahil, düğüm konumlandırma, üye bükülmesi, üye konuşması ve üye kupası. Makine stres derecelendirmesi, ahşap elemanın bükülme sertliğini belirlemek için özel bir makine kullanır, elemanın bükülme direnciyle ilişkilidir.

Tasarım

Ahşap üyenin kategorisi ile, tür grubu ve derecesi, ahşap elemanın mekanik özelliklerini belirlemek için CSA-O86 standardının tablolarını kolaylıkla kullanabiliriz. uyarınca hesaplanan yük kombinasyonlarının yanı sıra NBCC'nin tamamen işlenmiş bir örneği (NBCC), bu özellikler daha sonra herhangi bir ahşap kiriş elemanının tam tasarımı için kullanılabilir.

Ahşabın Diğer Malzemelere Göre Avantajları

Kanada'da, ahşap ucuzdur, erişilebilir, diğer inşaat malzemelerine göre çevre dostu ve hafif bir alternatif. Uzmanlaşmış işçilik gerektirmez ve basit araçlarla yerinde değişiklik yapılması kolaydır.. Bu nedenle bazı iller (Britanya-Kolombiya ve Quebec) yakın zamanda ahşap yapılara izin verildi 6 hikayeler (sınır önceden 4 hikayeler).

Ahşap elemanların mühendislik tasarımı her zaman çelik veya beton kadar basit olmasa da, SkyCiv Ahşap Kiriş Kapasitesi Hesaplayıcı gibi araçlara sahip olmak, mühendislerin ahşabı tasarımlarında daha hızlı ve daha güvenli bir şekilde kullanmaya başlamalarına olanak tanır.

SkyCiv CSA-O86-14 Ahşap Kiriş Kapasitesi Hesaplayıcısını Kullanma

Kullanmak için SkyCiv CSA-O86-14 Ahşap Kiriş Kapasitesi Hesaplayıcı, ışın özelliklerinin ve yükleme bilgilerinin tümü ekranın sol tarafındaki giriş paneline girilmelidir..

Kesit ve Malzeme Özellikleri

Seçim açılır menüsü, kiriş kesiti bilgilerini girmenin iki yolunu sağlar: Bakmak ve Özel. İçinde Bakmak Seçim modu, emperyal nominal ahşap bölümler seçilebilir Bölüm Aşağıya doğru açılan menü. İçinde Özel Seçim modu, ışın genişliği (b) ve derinlik (d) manuel olarak girilebilir. Bu modda, ışın alt kategorisi otomatik olarak belirlenir.

Malzeme özelliklerini belirlemek için, Kategori, tür ve sınıf daha sonra girilmelidir. Bu girişler ile, SkyCiv, ilgili veri tabanı tablolarından ilgili tüm ışın güçlerini alabilir, bükülme mukavemeti gibi (Facebook), boyuna kesme mukavemeti (fv), Tane basınç dayanımına paralel (fc), Tane gerilim kuvvetine paralel (ft) ve esneklik modülü (E).

Kiriş Özellikleri

Sonraki, kiriş özellikleri girilmelidir. Kirişin desteklenmeyen uzunlukları (Ly ve Lz) her yönde destekler arasındaki uzunlamasına mesafeyi temsil eder. Desteklenmeyen uzunluklar, basınç yükleri altında kirişin burkulma direncini değerlendirmek için kullanılır (Her iki yönde), kirişin güçlü eksen altında yanal stabilite direncinin yanı sıra (Z ekseni hakkında) eğilme yükleri.

Aşağıdaki dört açılır menü, CSA-O86-14 ahşap modifikasyon faktörlerini temsil eder. Yük kombinasyonları mevcut olduğunda yük süresi faktörü otomatik olarak belirlenir (yani, üyeler S3D'den içe aktarılır).

Faktörlü Tasarım Yükleri

Son girdi alt bölümü çarpanlara ayrılmış tasarım yükleri içindir. Buraya girilen yükler kirişe etki eden maksimum değerler olmalıdır., ve yük kombinasyonlarına göre çarpanlara ayrılmalıdır. NBCC'nin tamamen işlenmiş bir örneği 2015.

Bunlar birçok yolla elde edilebilir:

1. Standart ışın teorisi kullanılarak elle hesaplanabilirler. (daha fazla bilgi için aşağıdaki makalelere bakın: kesme kuvvetinin hesaplanması ve eğilme momentlerinin hesaplanması)
2. Kiriş hesaplama yazılımı kullanılarak belirlenebilirler., SkyCiv'inki gibi ücretsiz ışın hesaplayıcı
3. SkyCiv'de otomatik olarak hesaplanabilirler. S3D sonlu eleman analizi yazılım ve içe aktarılan.

Tasarım Raporu ve Çıktısı

Girişler girildikten sonra, sayfanın sağ üst köşesindeki yeşil ÇALIŞTIR düğmesine basarak analizi çalıştırın (aşağıdaki kırmızı kutuya bakın). Analiz tamamlandıktan sonra, SkyCiv, tasarım bilgilerini tipik iki sütunda döndürecektir: NS Tasarım Raporu ve Çıktı sütun (aşağıdaki turuncu kutulara bakın).

NS Tasarım Raporu adım adım hesaplamalar içeren ayrıntılı bir rapordur. Kullanılarak indirilebilir PDF Raporu Raporun sağ üst köşesindeki düğme. NS Çıktı sütun ışın direnci hesaplamalarının bir özetidir, ve her hesaplamanın faydası. Bu, kullanıcıların her şeyi bir bakışta doğrulamasını sağlar.

Özet

SkyCiv’in Ahşap Kiriş Hesaplayıcı ahşap kirişlerin doğrulamasını hızlı ve basit hale getirir. Şimdi ücretsiz deneyin ve ne düşündüğünüzü bize bildirin!

Referanslar

1. Quebec Yapı Yönetmelikleri Yakın Zamanda 6 Katlı Yapılarda Ahşap Kullanımına İzin Verecek Şekilde Değiştirildi, Weyerhaeuser, 25 Temmuz 2013, https://www.weyerhaeuser.com/blog/quebec-building-codes-recently-amended-to-allow-wood-in-6-storey-structures/.
2. CSA-O86-14: Ahşapta Mühendislik Tasarımı. Kanada Standartları Birliği, 2014.
3. NBCC'nin tamamen işlenmiş bir örneği. Ottawa, kar yükleme-örnek-nbcc2015-ekran görüntüsü-25, 2015.
4. Kanada Kerestesi için standart sınıflandırma kuralları. Ulusal Kereste Derecelendirme Otoritesi, 2022.
5. Ahşap Tasarım Kılavuzu, 2017. Kanada Ahşap Konseyi, 2017.

Alexandre D'Amours
Ürün geliştirici
lisans (Sivil), MEng (Yapısal)
LinkedIn