¶ 木構造建築物設計及施工技術規範-第五章 構材設計
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5-21
圖5.4-11 合板膠合充腹梁模式圖
圖5.4-12 弦材與合板腹板之配置圖
5.4.8 變斷面受彎構材(集成材)
(1)承受彎曲之變斷面構材,如圖5.4-13 所示,其外緣撓曲應力及剪應力,在
θ值不大時,任意斷面a-a 得使用5.4.3 節之規定公式計算之。
(2)θ值較大時,應考慮外緣撓曲應力、剪應力及垂直方向之受拉應力而設計
之。
圖5.4-13 變斷面受彎構材
5.4.9 局部彎曲構材(集成材)
(1)彎曲部分之容許撓曲應力
'
bf 依下式計算:
b
b
kf
f =
'
(5.31)
B 面
中立軸
上弦材
下弦材
加勁材
合
板
腹
材
(a) 單側變斷面梁 (b) 雙側變斷面梁
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5-22
(5.32)
式中 t:集成材之集成元厚度(cm);
ρ:彎曲中心線之曲率半徑(cm)。
(2)梁深固定之矩形斷面受彎構材承受彎矩時,在半徑方向所發生之最大應力
依下式計算:
bh
(5.33)
σ :半徑方向應力(kgf/cm2);
M:彎矩(kgf‧cm);
b:構材寬度(cm);
h:構材斷面深(cm);
ρ:彎曲材中心線之曲率半徑(cm)。
(a)彎矩作用使梁彎曲度減少時(增加曲率半徑),
σ 為受拉,其值應為
集成材容許剪應力值之1/3 以下。
(b)彎矩作用使梁彎曲度增大時(減少曲率半徑),
R
σ 為受壓,其值應為
集成材纖維垂直方向之容許壓縮應力值以下。
(3)矩形變斷面之受彎構材承受彎矩時,半徑方向所發生之最大應力依下式計
算:
bh
R
(5.34)
式中
k :半徑方向應力係數;
2
)
ρ
(
)+
ρ
(
(5.35)
式中 ρm:彎曲部分中央之曲率半徑(參考圖5.4-14);
A,B,C:表5.4-7 所示之係數。
圖5.4-14 變斷面局部彎曲構材
梁深開始變
化之位置
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5-23
表5.4-7 計算彎曲構材半徑方向應力之係數(
ρ
k )
5.5 承受複合應力之構材
5.5.1 受彎拉構材
同時承載彎矩及拉力構材之斷面依下式計算:
(5.36)
式中 N:設計用軸向拉力(kgf);
M:設計用彎矩(kgf‧cm);
A :有效斷面積(cm2);
Z :有效斷面模數(cm3),單一構材參照5.4.3 節,複合構材
則依其結合方法取其適當值;變斷面集成材以受拉側斷面
模數為實斷面計算之;
C :尺寸調整係數;
tf :容許拉應力(kgf/cm2)。
bf :容許撓曲應力(kgf/cm2)
5.5.2 受彎壓構材
同時承載彎矩及壓力構材之斷面依下式計算:
(5.37)
式中 N:設計用軸向壓力(kgf);
M:設計用彎矩(kgf‧cm);
A :淨斷面積(cm2);
cf :容許壓應力(kgf/cm2);
| 表5.4-7 計算彎曲構材半徑方向應力之係數( k ρ ) θ(角度) A B C (0.0) (0.0) (0.2500) (0.0) 2.5 0.0079 0.1747 0.1284 5.0 0.0174 0.1251 0.1939 7.5 0.0279 0.0937 0.2162 10.0 0.0391 0.0754 0.2119 15.0 0.0629 0.0619 0.1722 20.0 0.0893 0.0608 0.1393 25.0 0.1214 0.0605 0.1238 30.0 0.1649 0.0603 0.1115 註:θ為彎曲構材與水平夾角(參考圖5.4-14) | |||||
|---|---|---|---|---|---|
| θ(角度) | A | B | C | ||
| (0.0) | (0.0) | (0.2500) | (0.0) | ||
| 2.5 | 0.0079 | 0.1747 | 0.1284 | ||
| 5.0 | 0.0174 | 0.1251 | 0.1939 | ||
| 7.5 | 0.0279 | 0.0937 | 0.2162 | ||
| 10.0 | 0.0391 | 0.0754 | 0.2119 | ||
| 15.0 | 0.0629 | 0.0619 | 0.1722 | ||
| 20.0 | 0.0893 | 0.0608 | 0.1393 | ||
| 25.0 | 0.1214 | 0.0605 | 0.1238 | ||
| 30.0 | 0.1649 | 0.0603 | 0.1115 | ||
| 註:θ為彎曲構材與水平夾角(參考圖5.4-14) | |||||
| 5.5 承受複合應力之構材 | |||||
| 5.5.1 受彎拉構材 | |||||
| 同時承載彎矩及拉力構材之斷面依下式計算: | |||||
| N f t M | |||||
| + ‧ ≦ f t (5.36) | |||||
| A e f b Z e C f | |||||
| 式中 N:設計用軸向拉力(kgf); | |||||
| M:設計用彎矩(kgf‧cm); | |||||
| A e :有效斷面積(cm2); | |||||
| Z e :有效斷面模數(cm3),單一構材參照5.4.3 節,複合構材 | |||||
| 則依其結合方法取其適當值;變斷面集成材以受拉側斷面 | |||||
| 模數為實斷面計算之; | |||||
| C f :尺寸調整係數; | |||||
| tf :容許拉應力(kgf/cm2)。 | |||||
| bf :容許撓曲應力(kgf/cm2) | |||||
| 5.5.2 受彎壓構材 | |||||
| 同時承載彎矩及壓力構材之斷面依下式計算: | |||||
| N η f c M | |||||
| + ‧ ≦ η f c (5.37) | |||||
| A e f b Z e C f | |||||
| 式中 N:設計用軸向壓力(kgf); | |||||
| M:設計用彎矩(kgf‧cm); | |||||
| A e :淨斷面積(cm2); | |||||
| cf :容許壓應力(kgf/cm2); | |||||
| + ‧ ≦ t | |||||
| A e f b Z e C f | |||||
| 式中 N:設計用軸向拉力(kgf); | |||||
| M:設計用彎矩(kgf‧cm); | |||||
| A e :有效斷面積(cm2); | |||||
| Z e :有效斷面模數(cm3),單一構材參照5.4.3 節,複合構材 | |||||
| 則依其結合方法取其適當值;變斷面集成材以受拉側斷面 | |||||
| 模數為實斷面計算之; | |||||
| C f :尺寸調整係數; | |||||
| tf :容許拉應力(kgf/cm2)。 | |||||
| bf :容許撓曲應力(kgf/cm2) | |||||
| 5.5.2 受彎壓構材 | |||||
| 同時承載彎矩及壓力構材之斷面依下式計算: | |||||
| N η f c M | |||||
| + ‧ ≦ η f c (5.37) | |||||
| A e f b Z e C f | |||||
| 式中 N:設計用軸向壓力(kgf); | |||||
| M:設計用彎矩(kgf‧cm); | |||||
| A e :淨斷面積(cm2); | |||||
| cf :容許壓應力(kgf/cm2); | |||||
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bf :容許撓曲應力(kgf/cm2);
e
Z :有效斷面模數(cm3),單一構材參照5.4.3 節,複合構材
依其結合方法取適當值;
f
C :尺寸調整係數;
η:挫屈折減係數,參照5.3.2 節(2)項(a)。