CLT性质参数取用说明和最新计算结果

1、一、 关于 CLT 材料性质取用的说明和修改上次提交的计算书中CLT 的力学特性参考美国规范 Standard forPerformance-Rated Cross-Laminated Timber，美国规范中单层 CLT 板材的性质如图 1 中所示，即 Brad 翻译的北美进口材用于制造正交胶合木中 APA PRG320 表中的数值。图 1 单层 CLT材料性质图 2 美国规范承载力设计取值美国规范 APA PRG320 中采用的承载力设计法，是对截面惯性矩进行折减，图 2 中的 I eff 仅考虑了主方向 CLT 单层板的惯性矩。 即图 3 中仅考虑阴影部分的惯性矩数值作为 I eff 。

2、图33 层CLT截面由于上次提交的计算书中是按照中国木结构规范设计（在软件中输入材料性质，软件结合截面性质计算内力），没有按照美国规范中的承载力设计法， 对弹性模量的取值要做一定处理。我采用的设计方法中，软件自动计算截面惯性矩，需要得到的是截面的Eeff 。可以按照等效抗弯强度的方法计算 Eeff ，将单层 CLT 板材的弹性模量 E 转化为 5 层或者 3 层 CLT 板材的等效弹性模量 Eeff 。等效时不仅考虑了主方向 CLT 的抗弯强度，还考虑了次方向 CLT 的抗弯强度。以下说明计算CLT 截面 Eeff 的具体计算方法（抗弯强度等效） 。根据 Brad 的说明，可提供的CLT 材料

3、性质接近E1 级别，现在按照E1 级 CLT 材料性质来计算。1. 五层 CLT 弹性模量E5 表示 5 层 CLT的主方向弹性模量E0 11700 表示单层 CLT主方向弹模E909000 表示单层 CLT主方向弹模b1000mm表示 1m宽度h 表示总高 175mmh表示单层 CLT高 35mm1d1 70mm 层板中心和中性轴距离d235mm层板中心和中性轴距离图 2 5 层 CLT截面计算简图等效原则：抗弯强度等效E5I 5Ei I iE1 bh33E1 bh3E d 22E1 bh32Ed2501212 0bh1 19012190bh1212E511138故主方向可保守取用E0110

4、00 ，其余两个次方向取用E90 9000 。2. 三层 CLT 弹性模量如果按照三层 CLT，其抗弯等效板材特性的具体计算方法和上述相同，手算得到： E311600故主方向可保守取用 E0 11000，其余两个次方向取用 E909000 。3. 剪切模量G1E 680G1E01100121602310与原计算时取用的材料特性相比，弹性模量基本一致，剪切模量取值变化较大，如表1 所示。表 1材料性质取值变化材料性质原设计取值现在取值E11000011000E290009000E390009000G121301100G131301100G23100680二、 三层 CLT 计算结果我们采用木结构

5、设计规范GB50005-2003（2005 年版）公式5.2.1,5.2.2,5.2.6按受弯构件验算， 5.3.2 按照压弯构件验算。结果表明，强度和稳定验算中，应力均小于设计值，两个方法虽然有区别，但是强度和稳定都不起控制作用。起控制作用的是结构的变形， 根据 Brad 提供的表格，我们按照表1 中现在取值的材性建立模型，重新设计 3 层 CLT 结构，计算结果如下：1. 按照木结构设计规范 GB50005-2003（2005 年版）中的强度和稳定验算均满足。2. 前后两次得出的位移限值如下表：表 2 原设计模型不利位移位移最不利组合模型编号位移限值Y （mm）Z（ mm）X （mm）（m

6、m）11.0 恒 +1.0 活 +1.0× 0.6X 风0.440.56-24.5728.821.0 恒 +1.0活+1.0 × 0.6X风1.510.05-4.3814.431.0 恒 +1.0活+1.0 × 0.6Y风-17.360.24-43.5514.441.0 恒 +1.0活+1.0 × 0.6Y风0.630.98-26.728.851.0 恒 +1.0活+1.0 × 0.6X风1.221.52-32.7828.861.0 恒 +1.0活+1.0 × 0.6Y风0.980.54-40.4528.8表 3现设计模型不利位移位移

7、最不利组合位移限值模型编号Y （mm）Z（ mm）X （mm）（mm）11.0 恒 +1.0活+1.0 × 0.6X风0.340.89-21.6528.821.0 恒 +1.0活+1.0 × 0.6X风1.110.35-3.9814.431.0 恒 +1.0活+1.0 × 0.6Y风-12.981.34-32.5614.441.0 恒 +1.0活+1.0 × 0.6Y风1.220.23-24.1228.851.0 恒 +1.0活+1.0 × 0.6X风1.670.94-29.1228.861.0 恒 +1.0活+1.0 × 0.6Y风0.731.28-37.7128.8三、 结论按照 Brad 提供的数据计算表明， 3 层 CLT 板材的强度满足中国规范要求，但模型