木结构

2024-04-21

木结构(通用6篇)

篇1:木结构

中国木结构建筑形成与西方木结构比较

摘要:中国古代木结构形成的原因包括取材方便、适应性强、有较强的抗震能力、施工速度快、便于修缮、搬迁和与夯土技术的接合等。本文对中国古代木结构建筑的特点作了简要阐述,并且从中国古典思想上分析了木结构形成的深层原因。古代西方木结构在居住建筑上一直有着广泛的应用,与砖石结构建筑并行发展。由于砖石结构的教堂等公共建筑一直是西方建筑的主流,因此与砖石结构建筑相比,木结构建筑一直处于次席的位置。最后对比中西方古建筑选材,得出结论,不同的历史和社会条件产生不同的价值观念,由此产生不同的建筑态度、不同的对技术方案选择的标准。

关键词:中国木结构建筑 西方木结构建筑 砖石 材料 框架结构 人本思想

一、中国木结构建筑的形成

对中国建筑文化有所了解的人,都知道世界上没有一个国家建筑文化像中国那样热衷于土木结构,从史前穴居、巢居到清代的大木作、小木作,中国的建筑文化一直以土木及其结构技术为主旋律,从未大力发展砖石建筑,致使砖石建筑始终处在支流地位。木建筑如此长期、广泛地被作为一种主流建筑类型加以使用,必然有其内在优势。这些优势大致是:

1、取材方便

在古代,我国分布着大面积的森林,包括黄河流域也是林木森郁的地区。因地制宜、就地取材、因材致用是我国一个优良的传统。在古代中国大部分地区,森林面积很广,木料比砖石更容易获取,可迅速而经济地解决材料的供应问题,加之木材易于加工,利用石器即可以完成砍伐、开料、平整、作榫卯等工序。随着青铜工具以及后来的铁质斧、斤、锯、凿、钻、刨等工具的使用,木结构的技术水平得到迅速提高,并由此形成我国独特的、成熟的建筑技术和艺术体系。

2、适应性强

木架建筑是由柱、梁、檩、枋等构件形成框架来承受屋面、楼面的荷载以及风力、地震力的,墙并不承重,支起围蔽、分隔和稳定柱子的作业,因此民间有“墙倒屋不倒”之谚。房屋内部可较自由地分隔空间,门窗也可以任意开设。无论抬梁式或穿斗式木构件的房屋,只要在房屋高度、墙壁与屋面的材料和厚薄、窗的位置和大小等方面加以变化,就能广泛的适应各地区寒暖不同的气候。使用的灵活性大,适应性强,无论是水乡、山区、寒带、热带,都能满足使用要求。

3、有较强的抗震性能

木构架的组成采用榫卯结合,木材本身具有的柔性加上榫卯节点有一定程度的可活动性,而构架的结构所用斗栱和榫卯又都有若干伸缩余地,因此在一定限度内可减少由地震对这种构架所引起的危害,使整个木架构在消减地震力的破坏方面具备很大的潜力。

4、施工速度快

木材加工远比石料快,加上唐宋之后使用了类似今天的建筑模数制的方法,各种木构件的样式也已定型化,因此可对各种木构件同时加工,制成后再组合拼装。所以欧洲古代一些教堂往往要花上百余年才能建成,而明成祖兴建北京宫殿和十王府等大规模建筑群,从备料到竣工只有几十年。故虽然木材极易失火和损坏,但依然流传至广。

5、便于修缮、搬迁

榫卯节点有可卸性,替换某种构件或整座房屋拆卸搬迁,都比较容易做到。历史上也有宫殿、庙宇拆迁异地重建的例子,如山西永济县永乐宫,是一座有代表性的元代道观,整组建筑群已于20世纪50年代被拆卸迁移至芮城县境内。

6、夯土技术的结合

中国很早就掌握了夯土技术,利用黄土地区取之不尽的土材做夯土台基、夯土墙。夯土台基既避免了地下水经毛细作用蒸发到地表,又使木构免受雨水浸害,有效地保证了土和木的耐久性能,克服了土和木的重大缺陷,因此在很长时期里阻碍了石材和砖的大量应用。

二、中国古代木构建筑的基本特点

1、巧妙而科学的框架式结构

木结构体系是中国古代建筑在建筑结构上最重图要的一个特征。中国古代建筑主要是木构架结构,即以立柱和纵横梁枋组合成各种形式的梁架,使建筑物上部荷载均经由梁架、立柱传递至基础。

我国木构建筑的结构体系主要有穿斗式和抬梁式两种。除此之外还有不少变体和局部利用斜杆三角形稳定架构的做法。

穿斗式(或称“串逗”式)木构架(如图0-1)的特点是:用穿枋把柱子串联起来,形成一榀榀的房架;檩条直接搁置在柱头上;在沿檩条的方向,再用斗枋把柱子串联起来。由此形成了一个

整体框架。

抬梁式木构(如图0-2)的特点是:柱头上搁置梁头,梁头上搁置檩条,梁上再用矮柱支起较短的梁,如此层叠而上,梁的总数可达3—5根。当柱头上采用斗栱时,则梁头搁置于斗栱上。

相比之下,穿斗式木构架用料小,整体性强,但柱子排列密,只有当室内空间尺度不大时(如居室、杂屋)才能使用;而抬梁式木架构可采用跨度较大的梁,以减少竹子的数量,取得室内较大的空间,所以适用于宫殿、庙宇等建筑。

墙壁只起围护、分隔的作用,而不是承担房屋重量的结构部分,所以门窗等的配置,不受墙壁承重能力的限制。这种结构,可以使房屋在不同气候条件下,满足生活和生产所提出的千变万化的功能要求。

2、特有的斗栱结构(如图0-3)形式

由框架式木结构形成了过去高级建筑才有的一种独特构件,即屋檐下的一束束“斗栱”。它是由水平放置的方形斗、生和矩形的拱以及斜置的昂组成。对屋之重载具有一定的承托作用,加强了柱子与梁、枋、檩的结合,使其木构接榫处不因过重的压力而受到损害,在物理力学上具有分力之效,同时还作为封建社会中森严等级制度的象征和重要建筑的尺度衡量标准。只是到了明清以后,由于结构简化,将梁直接放在柱上,致使斗栱的结构作用几乎完全消失,变成了几乎是纯粹的装饰品。

3、灵活安排空间布局

使简单规格的单座建筑富有不同的个性,在室内主要是依靠灵活多变的空间处理。而室内空间处理主要依靠灵活的空间分隔,即在整齐的柱网中间用板壁、帐幔和各种形式花罩、博古架等隔出大小不一的空间,这些活动构筑物便于安装、拆卸,使室内空间既能够满足屋主自己的生活习惯,又能够在特殊情况下迅速改变空间划分。

4、实行单体建筑标准化

中国建筑以木结构为主,为便于构件的制作、安装和估工算料,必然走向构件规格化,也促使设计模数化。早在春秋时的《考工记》中,就有了规格化、模数化的萌芽,至唐代已经比较成熟。到宋的《营造法式》,模数化完全定型。建筑的规格化,促使建筑风格趋于统一,也保证了各座建筑可以达到一定的艺术水平。规格化并不过于限制序列构成,所以单体建筑的规格化与群体序列的多样化可以并行不悖,作为一种空间艺术,显然这是进步的成熟现象,但后继者“遵制法祖”,则妨碍了建筑的创新。

5、单体建筑形象优美

单体建筑从整个形体到各个部分构件,利用木构架的组合、各构件的形状及材料本身的质感等进行艺术加工,达到建筑的功能、结构和艺术的统一,是中国古代建筑的卓越成就之一。

屋顶在单座建筑中占的比例很大,一般可达到立面高度的一半左右。我国古代匠师充分运用古代木结构的梁架组合形式以及木材料的特点,创造了屋顶举折和屋面起翘、出翘,再和直线巧妙地组合,形成向上微翘的飞檐,不但扩大了采光面、有利于排泄雨水,而且增添了建筑物飞动轻快的美感,所以西方人称誉中国建筑的屋顶是中国建筑的冠冕。

6、规格化与多样化统一。单体形象融于群体序列

单座建筑的规格化,到清代达到顶点,每一种的尺度、比例都有严格的规定,上自宫殿下至民居、园林,建筑的艺术效果主要依靠群体间的联系、过渡、转换从而构成丰富的空间序列来取得。就整体而言,重要建筑大都采用均衡对称的方式,以庭院为单元,沿着纵轴线与横轴线进行设计,借助于建筑群体的有机组合和烘托,使主体建筑显得格外宏伟壮丽,这也就弥补了单体建筑定型化的不足。

7、重视建筑组群平面布局

中国最早的单座房屋,随着功能提高,已不能满足各种用途需要的空间,但木结构建筑扩大空间的主要方法是加大构架尺度和增加梁架数目或增加层数,而这些都受到材料、结构技术和使用要求的限制,因此,自然的发展了单个建筑物的群体组合的形式。虽然是一些不大的简单的单座建筑物,也可以构成庞大的复杂的整体,从而满足建筑的功能和思想性、艺术性的多方面的要求。它的布局原则是内向含蓄的,多层次的,力求均衡对称。而这种布局是和中国封建社会的宗法和礼教制度也是密切相关的,是尊卑、长幼、男女、主仆等封建的宗法和等级观念在住房上的体现。

8、运用色彩装饰手段

木结构建筑的梁柱框架,需要在木材表面涂漆和桐油等防腐措施,以保护木质和加固木构件用榫卯结合的关节,同时增加美观,达到实用、坚固与美观相结合的目的,由此发展成中国特有的建筑油饰、彩画。

中国建筑注重建筑构件的色彩和装饰彩绘的表现性,用色大胆、强烈,并以此标示等级与功能的差异。绚丽的色彩和彩画,首先是建筑等级和内容的表现手段。屋顶的色彩最重要,黄色是帝王所专用,民居只能用灰色陶瓦;其次是对比寓于和谐。因为基调是统一的,所以虽然许多互补色、对比色同处一座建筑中,但总的效果是和谐的;最后是艺术表现寓于内容要求。例如宫殿地位最重要,色彩也最强烈,民居最普通,色彩也最简单。

三、从中国传统思想看古代木结构建筑盛行原因

1、中国的人本主义思想与木结构

中国传统文化倡导“以人为本”,注重对人的研究,而非像西方那样执着于探索物质世界的奥秘。中国传统文化始终是把人作为主体的,从人的角度出发,以整合社会为目的,阐明人生的意义。春秋末年,百家争鸣,诸子百家中尤其是儒家,开始重视对人的研究,他们以人为中心,立足于人的伦理道德,全面地探讨了人在宇宙中的地位,摆脱了原始宗教的桎梏,走上了“以人为本”的人文主义道路。中国古代大多数思想家对宗教都缺少热情,他们所关心的是社会、人生等现实问题。

中国传统“以人为本”的思想,对中国古代木结构建筑产生了深远的影响。“神”和“物”都具有永恒性,而“人”和“人生”却具有短暂性。因此,中国人自古以来就没有把建筑物看成永久的纪念物。建筑如同人生一样,是有寿命的,是随着人的生命节拍而存在的,因此使用可以腐朽的木材要比使用永恒的石头更有生命意义。木材源于向上生长的树木,代表着生命,而石材的冰冷则暗示着死亡。这也不难解释为何在中国的古代建筑中,石材多用于墓室或佛塔,而住宅则多用木材。

2、中国古代木结构建筑的神韵

中国古代建筑是一部“木头的史诗”,中国古代匠人将木头的价值予以充分的发挥,给木头注入了灵魂,使其充满了生命力,于是中国古代木结构建筑展现出的是礼——理——情的融合统一,是典章与艺术、理性与情感、伦理与心理的统一体。中国古代建筑广泛使用木质作为原料,以木为“骨”是中国古代建筑的基本特征。正是由于以木头作为骨架,中国古代建筑集坚忍不拔与婀娜多姿于一体。所谓以木为“骨”,即中国古代建筑主要采用木柱、木梁等构成房屋的框架。屋顶与房檐的重量可通过梁架传递到立柱上,墙壁只起隔断或划分内外空间的作用,而不是承担房屋的负重。

“勾心斗角”这个成语含贬义,但它却形象地勾勒出了斗栱的组合方式。斗栱是中国独有的木结构元素,凡是抬梁式的建筑都缺少不了它。中国人讲求“方正”,在中国古代建筑中矩形构架也是一种基本的构架方式,而斗栱系统正是一种矩形的结构系统。因此,在中国人的价值判断里宁可用复杂的斗栱来取代省料的斜撑木,哪怕是耗时耗木也在所不惜。

由于中国古代建筑无论内墙、外墙,都不承担结构荷载。因此,“间”和“架”的数量可随平面大小的要求而增减,在发展上可以做到不受限制,这就带来了一种灵活性,人们可以随着使用过程改变其形态、功能,可随意拆、移、挪。于是,“间”成为了建筑的一个细胞,“间”和“间”既相隔又相通,隔是为了便于使用,通是为了不感到局促,而又不会一览无遗。这就形成了房屋“隔而不隔”的设计特色,赋予平面无限延伸的可能。

中国古代建筑的木结构体系灵活性很强,组合是其构图的基本观念。它以间为基本框架,间可以左右相连,也可以前后相接,又可以上下相叠。如果说中国古代木结构建筑是一种积木游戏,那么,这种积木游戏则遵循着“三位一体”的构造原则,使建筑极具韵律感。中国古代木结构建筑从来不会让建筑的“三位”(台基、屋身、屋顶)各自为政,即便是往高空发展的多层楼阁、佛塔等的屋身也仍然是一个“三位一体”的整体,有作为“屋顶”的飘檐,也有形似台基的栏杆,在立面上不断的重复,既有秩序感和统一性,又通过块面的分割,使其富有变化性。

“模数”的应用,使得中国古代木结构建筑呈现出“以不变应万变”的灵活性,大大缩短了营建的时间,也正是因为这种统一的规范,使房屋的再生成为可能。中国古代木结构建筑是可以“搬家”的,只需要把组成房屋的标准构建——柱、梁、枋、檩、门、窗、隔扇等拆卸下来,搬到另一个地方,重新进行装配,房屋的“搬家”即可完成。

中国古代木结构建筑是具有“灵性”的建筑,以恒久的构件和几乎相似的院落,通过无限“衍生”便能演绎出无穷的变化,从而形成了中国古建群体独有的内涵。

四、西方木结构建筑

希腊早期的庙宇和其他建筑物,都是木构架的。由于木构架容易腐朽和失火,而古希腊制陶业发展早,技术高,于是就利用陶片来保护木构架。古罗马在木结构的应用中,维特鲁威描述了最早的木屋架形式:由两根相对的木料构成人字形,中间用水平的联系杆件连接。在大型的公共建筑上除了使用拱顶和穹顶之外,也使用木桁架(如图3-2)。当时的木桁架技术相当高,已经会分辩受拉构件和受压构件,并采用了相应的结点构造方法和形式。古罗马的城市居住建筑大体有两类,一类是沿袭希腊晚期的天井式独家住宅,另一类是公寓式的集合住宅,这类住宅通常采用木结构,但是极易失火。

西欧在5~10世纪建筑极不发达,在闭关自守的狭小封建领地里,古罗马的大型公共建筑和宗教建筑都不需要了,西欧在大部分地区丢失了古罗马的拱券技术后,大量的采用了木屋架。10世纪起,拱券技术从意大利北部传到西欧各地。因为木屋架太容易失火,教堂重新使用拱券技术。

在15世纪,英国对原有木桁架进行了一项很大的改革,即“托臂梁桁架”,与拱肋相结合,产生较大的跨度(如图3-7)。这时期市民的住宅和公共建筑按照北方日耳曼民族的传统,大多采用木构架,主要有梁、柱、墙龙骨以及为加强构架刚性而设的一些构件。

木制狭板教堂是斯堪迪纳维亚国家的特色。如今,还可以见到中世纪建造的这种教堂,在世界上保存最完好的这种建筑主要分布在挪威(如图3-12)。

西欧国家在这个时期的宗教建筑又重新以砖石为主。意大利经历了文艺复兴和巴洛克风格。西班牙则在意大利的影响下,发展了带有伊斯兰特点的建筑。

在17世纪以法国为代表的古典主义建筑成为欧洲建筑发展的又一个主流,是法国绝对君权时期的宫廷建筑潮流。

这个时期,木结构建筑仍然在民间广为流传,内容丰富,形式多样。在阿尔卑斯山脉盛产森林的地区,尤其是乡村,仍然保留并发展着木结构建筑的多种多样的形式,但处于比较次要的地位。

16世纪德国中产阶级的住宅以木结构为主,英国民间木架构建筑也层出不穷。在民间,俄罗斯长久以来流行木结构建筑。由于结构技术差,跨度不大,因此把它升高,形成墩式体形,再做成攒尖式的顶子,称为“帐篷顶”。民间建筑在这个时候对宫廷建筑产生了重要的影响,产生了充满向上动势的“帐篷顶”教堂形式(如图3-22)。

18世纪下半叶,在工业革命的推动下,产生了新的建筑技术和建筑材料。19世纪上半叶,欧洲各主要国家都经历了资本主义性质的改革,开始了大规模的城市建设。大型的公共建筑主要体现了罗马复兴、希腊复兴以及哥特复兴的风格,都以砖石结构为主。

欧洲北部的城镇发展较晚。在工业化时代,芬兰的城镇地区的建设才开始,在19世纪基本完成的。在这个森林资源丰富的地区,木材成为重要的建筑材料。在建筑形式上,受俄罗斯古典主义影响较深。

中国古代从上古时的居住建筑到封建社会的平民住宅都基本采用土木结构,同时代表古代建筑最高成就的封建帝王的宫殿及坛庙、宗教建筑的寺观等亦采用木结构建筑。这与西方古代建筑史有着显著的差别。西方古代建筑历史中,大量的是砖石结构的神庙、教堂、宫廷及皇家的公共性建筑,居住建筑只占有很少的一部分。因此西方建筑史的主线是以砖石结构为主的宗教建筑,但在民间以木结构为主的居住建筑一直没有间断过,成为与砖石结构建筑并行发展的另一条线索。

五、中西方木结构建筑比较

世界上所有已经发展成熟的建筑形式或者建筑体系,包括属于东方建筑的印度建筑和回教建筑在内,在现代建筑未产生之前,基本上是属于砖石结构为主的建筑系统。只有包括日本、朝鲜等邻近地区在内的中国系建筑才以木骨架结构为主。为什么中国古建筑主要发展木骨架结构而不像其他体系那样发展砖石承重墙式结构呢?中国古代是同时掌握砖石结构技术的,正如其他的建筑体系同样懂得用木头盖房屋一样。

西方的砖石结构最重要的拱券技术,是大多数砖石结构建筑的核心部分。关于“拱券”构造的发明,中国要比西方早。而“拱”的构造正是砖石结构的最主要的技术焦点。大概,中国古建筑发展木结构的体系主要原因就是在技术上突破了木结构不足以构成重大建筑物要求的局限,在设计思想上确认这种建筑结构形式是最合理和最完善的形式。

纯粹从建筑技术观点而论,我们没有理由认为中国式的木框架结构为主的混合构造所取得的效果是较为低劣的。“木”结构的优点正是“石”结构的缺点,“石”结构的优点也正是“木”结构的缺点,但是总的来说,木结构形式的建筑在节约材料、劳动力和施工时间方面,比起石头建筑就优越得多了。在达到同一要求和效果的前提下,中国建筑是世界上最节省的建筑,也就是说,是最经济的技术方案。尤其在施工时间上,同时代的、同规模的中国建筑比西方建筑不知快了多少倍。

中国的历史和西方的历史有一个显著不同的地方,就是中国任何时候都没有发生过神权凌驾于一切的时代。一本西方的建筑史其实就是一本神庙和教堂的建筑史,这是显而易见的事实。这个问题似乎是中国建筑的发展和西方建筑的发展有原则性分别的基本原因。这个问题涉及古代一个民族对建筑的基本观念要求,一个以“人”为中心,一个以“神”为中心,也就是所谓的“人本”、“神本”、“物本”的文化概念。“神”和“物”都是永恒的,“人”却是“暂时”的,在不同的价值观念下自然产生不同的选择态度和方法。在整个长期的历史发展过程中,中国人坚持木结构的建筑原则与此有很大的关系。

也许只有从文化差异上才能找到真正左右中西方建筑在取材方面出现差异的根本原因,敦煌、龙门、云冈等石窟因为是宗教建筑,它来源于印度,虽然在形式上和西方建筑的神庙和教堂不一样,但是在性质和内容上就完全相同.它们都是经年累月长期地积累而建成的,因为这种行动完全是基于一种对宗教的热情,人们就乐于长期地去和石头打交道。事实上只有宗教的力量才可以驱使人们去完成那些精巧的石头的艺术巨构。不同的历史和社会条件产生不同的价值观念,由此产生不同的建筑态度、不同的对技术方案选择的标准。

参考文献

[1]潘谷西.中国建筑史(第五版)[M].中国建筑工业出版社,2004.

[2]曾桢.木结构的回归——谈木结构建筑的现代化发展[D].四川美术学院,2007.[3]李勤.中国传统木结构建筑简析[J].北京建筑工程学院学报,2010,26(1):5-9.[4]吴树平,高洁,曹玉红.中国古建筑木结构发展的历史原因[J].河北建筑工程学院学报, 2006,24(3):84-85.[5]朱辉.中国古建筑为何以土木为主?[J].科学大观园, 2010,""(4):24-25 [6]郝春荣.从中西木结构建筑发展看中国木结构建筑的前景[D].清华大学建筑学院,2004

篇2:木结构

砌体结构

1、砌体强度计算应注意各表对应下的强度调整(注意轻骨料混凝土砌块分为煤矸石和水泥以及火山渣、浮石和陶粒轻骨料混凝土,对应的强度表不同);对于灌孔混凝土砌体,应注意混凝土的灌孔率(0.33)、最终砌体强度(不应大于未灌孔的2 倍)、灌孔混凝土不应低于C20,且不小于块体强度的2 倍;砌体强度的调整(吊车房屋下的大跨度梁下砌体、受压截面面积、水泥砂浆、施工质量、施工工况(验算施工时));弯曲抗拉强度注意砌体沿齿缝还是沿通缝破坏,对应的强度指标不一致。注意强度调整顺序:先表中的注解,水泥砂浆、公式(灌孔)、截面积。注意砌体柱作为独立柱的强度系数的修正(0.7)。施工质量为A 级时,也可采用B 级的结果进行计算。

2、砌体结构作为一个刚体,需要验算整体稳定性时,对起有利作用的永久荷载其分项系数取0.8;

3、砌体结构中的刚性方案与弹性方案在静力计算中,前者假定屋盖水平荷载由横墙传递给基础,墙后墙的受力为独自受荷;而在弹性方案中,则由迎风墙、屋盖和背风墙共同受力,屋盖受到的水平荷载(包括迎风墙和背风墙假定在刚性方案下得到的墙顶集中力及屋盖本身受到的风荷载产生的集中力)根据迎风墙和背风墙的侧移刚度分配到迎风墙和背风墙的墙顶上,而对于刚弹性方案则将上述集中力乘以空间修正系数按迎风墙和背风墙的侧移刚度分配到迎风墙和背风墙的墙顶上。荷载的计算及计算方案的确定应按分层进行考虑;(在竖向荷载作用下,上截面由于偏心引起的 弯矩传递一半到根部,主要是由于上部水平位移受到限制引起的,见P733);对于在刚性方案下,跨度大于9.米的梁,应考虑作为简支计算(作用点不在墙的中心引起的)和假定作为固端得到弯矩乘以修正系数得到的最终弯矩两者中的最大值。

4、无筋砌体承载力计算:计算高度的确定(有吊车和无吊车、H 的确定,对于有吊车结构,当荷载组合不考虑吊车荷载作用时,变截面柱的上部仍采用有吊车部分,而下部则采用无吊车得到的H0(此时的高度注意因为房屋的整体高度H 而非Hl)乘以修正系数);对于轴心受压计算,稳定系数中的高厚比高度计算与计算高度计算的方向(排架和垂直排架方向)无关,直接取最小截面的边长(从T 型截面的验算可验证);砌体承载验算不考虑墙体两侧抹灰的作用。

5、局压计算:注意局部抗压提高系数的不同图形的上限值,刚性垫块在壁柱上的构造要求(应先验算厚度和外挑长度)以及计算面积的选取仅限在壁柱范围内(稳定系数的计算,其中偏心距应考虑上部传递来的荷载及梁传过来的荷载,对垫板中心的偏心),注意垫梁的适用范围(长度应大于pi*h0),应与垫块区分;同时注意无刚性垫块时,梁端支撑在壁柱范围内时,如果有效支撑长度伸入翼缘部分时,局部受压面积A0 应考虑翼缘部分,如果没有伸入翼缘部分,则仅考虑壁柱范围内面积,而不考虑翼缘部分(见P781)。基础砂浆一般采用水泥砂浆,且最小强度为M5。对于有窗间墙时,注意局部受压面积不应超过窗间墙面积;上部荷载传递窗间墙时,应考虑整个壁柱部分面积。

6、过梁计算:荷载由梁板荷载(分清何种情况下不计入)和墙体荷载(对砖砌体和混凝土砌块砌体分别考虑不同计算高度下的墙体自重)组成,对 钢筋砖过梁应注意过梁截面高度的确定(由考不考虑梁板传来荷载决定);过梁的支撑部位局部抗压计算不需考虑上部荷载的影响。砖砌过梁跨度取净跨,混凝土过梁跨度取1.05ln 和ln+a 的较小值。

7、墙梁的计算:墙梁的构造要求,墙梁的计算模式(跨度、墙体计算高度、墙梁跨中截面计算高度、翼墙计算宽度、框架柱的计算高度,各截面的尺寸取值见规范中的图7.3.3),墙梁的荷载分使用阶段(承重墙梁、自承重墙梁)和施工阶段(托梁自重及本层楼盖的恒荷载,本层楼盖的施工荷载,墙体自重);墙梁的计算包括托梁的跨中、支座计算、墙体的受剪和局压计算;托梁弯矩采用计算跨度,剪力计算采用净跨;托梁跨中正截面承载力计算应注意自承重墙(即区分自承重墙梁和承重墙梁)的修正以及公式中的限值条件;

8、挑梁的计算:抗倾覆荷载的计算(荷载应为恒载标准值,荷载的计算范围注意门洞的影响),而对于倾覆荷载,应注意采用4.1.6 中的公式,仅考虑可变荷载起控制,且其他可变荷载不乘组合值系数,对于楼盖悬挑梁部分的荷载,按照悬挑梁倾覆点进行分界计算抗倾覆荷载和倾覆荷载,而墙体荷载直接作为抗倾覆荷载;挑梁的弯矩计算应以倾覆点为支座点,而剪力以墙体的外边缘进行计算;对于顶层挑梁,倾覆点在墙体支撑点外边缘。注意对挑梁下有构造柱时,抗倾覆点应取0.5x0。

9、配筋砖砌体:注意钢筋的抗拉强度设计值不应超过320MPa,配筋率有上下限要求。

10、砖砌体和钢筋混凝土面层或钢筋砂浆面层的组合砌体构件:砌体强度在截面上的修正按配筋体进行修正(即小于0.2m2),面积仅取砌体部分(不 含钢筋混凝土面层或配筋砂浆面层),高厚比的厚度取包含面层的最小截面。砖砌块和钢筋混凝土构造柱组成的砌体强度计算,注意强度提高系数。

11、配筋砌块砌体,注意计算高度取层高;主要包括偏心受压计算和斜截面受剪计算,类似于钢筋混凝土墙的计算;

12、砌体抗震设计时选取从属面积较大的和竖向应力较小的墙段进行计算;砌体侧向抗震力的分配按照墙体的有效侧向刚度比(按照墙体的高窟比进行计算,主要包括剪切变形和弯曲变形两大部分)进行分配,对于底层框架结构,混凝土框架柱不折减,混凝土抗震墙折减系数为0.3,砌体抗震墙可乘以折减系数0.2;墙梁的抗震计算应注意弯矩系数和剪力系数的调整;

13、砌体的高厚比验算:主要含墙、带壁筑墙、带构造柱墙、碧柱间墙或构造柱间墙,计算时注意门洞、自承重墙的修正。

14、砌体的刚度计算:有侧移无转动和有侧移有转动;墙体的高宽比;弯曲变形和剪切变形(高宽比小于1 时可仅算剪切变形,大于4 时刚度可不考虑,大于1 小于4 两个都要考虑),刚度的串并联,小开口墙(洞口面积与墙段毛截面面积之比,洞口高度大于层高50%时,按门洞对待)的影响(见P1411 厚); 木结构部分

1、木结构强度和弹模的调整:恒载条件(超过80%,就应以总荷载(恒荷载和可变荷载分别占控制作用的最大值)和仅按恒载两种工况分别验算,同时注意恒载对强度和弹模的折减)、使用年限,原木(对强度和弹模都提高),矩形截面短边尺寸(提高10%),湿材(降低10%);注意对 于设计使用年限的调整,不仅对强度部分即承载力计算进行调整,还得考虑对荷载设计值进行调整。注意对于稳定计算不应考虑缺口的影响,应采用全截面。

2、轴心受拉计算,净截面面积应扣除分布在150mm 长度上的缺孔投影面积;轴心受压计算,构件计算长度、构件长细比,稳定计算和强度计算对应的计算面积,以及螺栓孔不作为缺口。

3、注意原木的计算,直径变化率一般取9mm/m 或实际情况,验算挠度和稳定时,可取构件的中央截面,验算抗弯强度时,可取最大弯矩处对应的截面,标注原木直径时,应以小头为准;强度验算应以最小头和有缺陷孔进行计算。原木的惯性矩为1/64*pi*d4。

4、注意木结构偏心受拉计算与混凝土结构、钢结构的不同;类似于钢结构的螺栓连接计算。

5、木结构的连接计算:单齿和双齿构造要求,截面要求;齿计算包括木材承压和受剪计算,剪面长度单齿计算值不应超过8hc 齿深;双齿承压面计算取两个承压面的面积,受剪计算取第二个齿对应的剪面长度,且不应超过10hc 齿深;对于采用湿材制作时,剪面长度取值应比计算值加长50mm,即在验算时应扣除50mm 作为剪面长度进行计算;采用齿连接,在节点部位应采用保险螺栓作为安全储备,对于单齿,保险螺栓计算时强度设计值乘以1.25 调整系数,而对双齿,采用两个保险螺栓,但不考虑强度调整系数,注意齿连接承压面面积的计算(通过几何图形求解)和抗剪力的计算。

6、螺栓和钉连接:构造布置要求(构件厚度和排列最小间距),承载计算注意单剪和双剪,规范公式中承载力为单个剪面,钢夹板承载力计算系数取对应螺栓和钉的最大值,采用湿材连接时,螺栓连接的计算系数不应大于6.7;在连接计算中应注意湿材的修正,在单剪连接计算中,如果厚板厚度不满足最低要求时,应对单剪螺栓承载力给予限制,不应大于0.3cd a2fc。

7、木结构钢构件的计算应按钢结构设计规范,其强度设计值应乘以0.85 调整系数,其它按钢结构设计规范进行,垫板的计算包括截面(承压计算,尤其注意斜纹承压计算)和厚度(钢板的抗弯)。桥梁部分

1、汽车荷载分为车道荷载和车辆荷载,整体计算采用车道荷载,局部计算(含涵洞、桥台和挡土墙土压力等)采用车辆荷载,两者不叠加,对于车道荷载由均布荷载(满布)和集中荷载(仅作用于影响线最大处,且在计算剪力效应时,应乘以1.2 系数)组成。公路二级取车道荷载的0.75 倍;车道荷载的横向分布系数采用车辆荷载进行计算。同时注意设计车道数对荷载的横向折减和计算跨径对荷载的纵向折减。

2、汽车荷载应考虑冲击力,与结构的自振频率有关,而对汽车局部加载及在T 梁、箱梁悬臂板上的冲击系数可乘1.3。再极限承载能力计算中考虑冲击力,而在抗裂计算、裂缝宽度、变形计算中不需要考虑汽车的冲击荷载。

3、汽车离心力(车辆荷载标准值乘以离心力系数C),温度影响力(计算圬工拱圈考虑徐变引起的温差效应时,温差效应应乘以0.7 的折减系数。

4、汽车制动力:按同向行驶的汽车荷载计算,并应注意加载车度进行纵向折减,按设计车道进行计算,先求取一个车道的制动力(注意公路1 级和2 级的最小限值),同向行驶双车道为单车道的2 倍,三车道为2.34 倍,四车道为2.68 倍。

5、偶然作用:地震作用、船只或漂流物撞击力、汽车撞击力(车辆行驶方向1000kN,垂直方向500 kN)。

6、荷载组合:基本组合含汽车冲击荷载,注意当离心力与制动力同时考虑时,制动力标准值或设计值按70%采用。正常使用极限状态效应组合(不计冲击力),短期效应组合和长期效应组合,注意可变荷载的组合值系数不一样,注意标准组合的不同之处。

7、桥面板内跨中荷载的计算应注意恒荷载不得遗漏,支点弯矩和跨中弯矩的求解公式。同时注意车轮着地尺寸以及荷载分布宽度、长度的计算。对于悬挑板,计算跨度可取汽车车轮着地尺寸外边缘到梁根部的距离。当两个车轮有重叠时,内力计算时应取两个车轮的荷载。车轮中心离人行道边缘最小距离为0.5m。

8、钢筋混凝土主梁荷载的计算,求解主梁的最不利荷载横向分布系数,应用主梁的内力影响线,将荷载乘以横向分布系数后,在纵向的内力影响线上按最不利荷载进行加载,对于跨中截面,可近似取横向荷载分布系数沿纵向不变,对于支座截面的剪力计算,需要考虑横向荷载分布系数沿纵向的变化。注意车道荷载的均布荷载单位为kN/m,即在进行荷载计算时,车道荷载是按照车道进行布置的,采用车道数乘以车道荷载再与车道荷载折减系数相乘即可。对于箱型梁桥面,荷载的横向分布系数即为车道数。

9、桥梁计算挠度值按荷载的短期效应组合,即汽车荷载应考虑频遇系数为0.7,人群荷载频遇系数为1.0;注意与标准组合的区别。

10、汽车制动力的计算:仅考虑一个方向多个车道形成的荷载。桥梁的内力组合;并注意最小限值的要求。

11、桥墩计算:偏心(基本组合、偶然组合);砌体与混凝土偏心受压构件计算;

12、盖梁计算:盖梁跨度(lc 和1.15ln 两者较小值),单柱式墩台盖梁,汽车横桥向非对称布置,横向分配系数采用偏心压力法,而双柱式墩台盖梁,汽车横桥向对称布置,横向分配系数采用杠杆原理法;

13、柔性墩计算:柱和墩的刚度计算,为串联;汽车制动力引起各柱的荷载分配按照各墩柱串联后刚度进行分配,14、梁的温度变形引起的水平力计算,求各墩柱的串联后刚度,再根据刚度求温度中心,进而求出各墩台顶部的水平位移,进而求出各墩台的水平力。

篇3:木结构

那么,到底哪些因素是影响建筑物抗震性能的呢?从结构设计的角度来看,建筑结构的重量、阻尼、强度、刚度、延性和整体性都是决定建筑物地震反应的因素。地震是一种自然现象,当发生地震时,地面运动决定了其本身的加速度、速度和位移,但是上述结构自身的特性就像一个“转换器”。在各种因素的共同作用下,可以改变地面上建筑物的地震反应,也就是说在同一场地震中,相同的地面运动,不同的建筑结构有不同的地震反应,有的建筑物经过大震依然可用,但有的建筑物已然成为废墟。我们说,根据建设场地地质条件的特征和地震的特点,通过调整“转换器”中各种影响因素的大小,进行合理的设计,是可以做到建筑物大震不倒的设防要求的。

说到木结构,我们不得不提一下中国传统的木结构。木结构在中国的使用和建造有着非常悠久的历史和丰富的经验,其中隼卯连接是传统木结构最典型的连接方法,隼卯节点不用铁钉,不用钢销,通过能工巧匠的刻凿,就能将梁和柱牢固的连接在一起。举个身边的例子来说,就是普通的木椅,其各个构件之间均采用隼卯连接,使用时间久了或使用不当时,木椅节点会松动,当你用手去摇动木椅时,虽然会有明显的变形,但木椅不会散架破坏。其实这其中蕴含了一个非常重要的抗震思想,就是“以柔克刚”。通过结构在允许范围内的变形和错动来消耗地震的能量,这样就能保证结构的整体安全。

轻型木结构是一种采用小断面规格木材通过钉和金属连接件连接固定建造而成的建筑物。木材本身就具有弹性,在外力作用下有一定的变形和恢复能力;而钉节点和金属连接件节点和我们传统木结构中的隼卯节点可谓异曲同工,都具有一定的变形能力,这样轻型木结构就形成了一个柔性结构。轻型木结构有三大特点:首先,结构自重轻,木材的重量仅为混凝土重量的1/4到1/5,相同体量的建筑物,结构自重越小受到的地震作用也越小,所以轻质的木结构受到的地震作用比较小;其次,轻型木结构采用规格材做墙体骨柱,定向刨花板或胶合板等结构性能稳定的板材做覆面板,形成具有良好抗侧能力的木剪力墙,这也是结构主要的抗侧力构件;最后,小断面密布的轻型木结构是柔性结构,有很大的结构冗余度以及一定范围内的变形能力,结构可以通过自身的变形来消耗能量,提高整体安全性。当发生地震时,在三大特点的共同作用下,轻型木结构体现出良好的“以柔克刚”的抗震性能。

以世界范围内的几次大震中轻型木结构的实际表现来看,轻型木结构的抗震性能是稳定和经得起考验的。轻型木结构大量的用于北美地区的住宅建筑,所占比例在95%以上。1964年阿拉斯加地震,1971年加州圣佛南多地震,1 987年纽西兰艾几坎比地震,1988年魁北克萨坤内地震,1989年加州娄玛布理塔地震以及1994年加州北岭地震,20世纪以来的历次大震中,轻型木结构的抗震性能得到了充分的体现和证明。加拿大国家林产工业研究所结合每一次的震后调查结果,总结了轻型木结构的抗震表现,在上述六次地震中,因为轻型木结构的破坏而造成的人员伤亡数量几乎为零,最多的一次是在北岭地震中,死亡人数为20人,其中,16人死于一幢公寓大楼的倒塌,4人死于山体滑坡引起的房屋倒塌。

在今年的汶川地震中,位于震区的轻型木结构再一次经住了里氏8级的大震考验。都江堰青城山前山的中国青城项目中有部分别墅的结构采用了轻型木结构,在灾后的实地调查中发现,建筑面积约200平方米的轻型木结构房屋底层裂缝最多出现了6处,二层的裂缝最多出现了2处,多为门窗洞口等角部的细小裂缝,以及厨房、卫生间转角和镜子周围的裂缝。经过专家的仔细分析,部分裂缝是墙体石膏板覆面在地震中发生错动而引起的表面装修层的开裂,并不影响结构的安全性及其正常的使用。和轻型木结构别墅相邻的混凝土框架和砌体填充墙结构虽然混凝土主体框架并没有发生严重的破坏,但其间的砌体填充墙却在地震中严重破坏,掉落的砌块和出现的明显裂缝严重影响了建筑物的使用和安全。

通过大量的实际震害调查结果以及这次汶川地震的震害比较,轻型木结构的房屋较相同体量的钢筋混凝土或砌体结构具有更好的抗震性能,没有明显和致命的破坏;另外,木结构墙体不会像砌体填充墙那样破坏并大面积的砸落引起伤害事故。根据中国抗震设计规范,轻型木结构的设计相对北美的设计更加保守偏安全,因为不考虑石膏板对抗侧力构件的贡献;但北美的研究结果表明,石膏板在作为墙体覆面板时,是可以提高墙体抗侧能力的,这无疑是提高了轻型木结构的安全储备。

目前,在很多国家和地区,轻型木结构都得到了很多的应用和大力的推广,例如地震多发的美国加州地区、新西兰、台湾地区、土耳其以及日本。很多国家或地区都在大震中看到了轻型木结构的优势,所以积极的推广并鼓励人们采用轻型木结构建造房屋,提高建筑的抗震能力。例如1999年台湾集集地震达到里氏7.6级,造成2200人死亡,100,000人无家可归,当局立刻引进轻型木结构房屋并大力支持,且根据北美和日本的相关规范和建设经验制定了适合台湾地区的建筑设计规范,使轻型木结构迅速得以推广和发展。

篇4:城镇建设中木结构房屋结构设计

【关键词】城镇建设;木结构;房屋结构;设计

前言

木结构房屋对于使用者生活质量的提升至关重要,意义重大。但是,由于相关技术的限制,这种结构类型应用的范围十分有限,整体建设水平并不高。因此,要针对房屋结构设计的具体情况,不断提升其科学性、合理性和规范性。

1.城镇建设中的木结构房屋结构介绍

1.1对于木结构房屋结构,在城镇建设中比较新颖,将木结构材料作为原料基础,借助材料的有效运用,实现框架的构建,环保价值十分高。这种结构类型主要应用在民用建筑中,具有突出的抗震和抗风能力。

1.2在木结构房屋结构中,主要分为常规木结构、轻型木结构以及胶合木结构。在普通木结构中,核心材料为原木,借助原木,实现对整个房屋架构的建设。在这种结构中,操作简单,对材料的使用不复杂,操作较快,工期不长,广泛应用在传统的城镇建设中。但是,随着结构的不断发展,这种方式承载能力逐渐降低,很多问题都暴露出来,很难跟上时代发展的步伐;在轻型木结构的房屋结构中,核心为轻型木结构,主体味木构件,而后采取合适的方式进行框架的搭建,达到房屋承载能力的标准。对于这种方式,承载能力强,灵活性和安全性较高,应用十分广泛。如果采用轻型木结构房屋结构,需要提升木结构的标准,尤其要注意结构连接的有效性,避免房屋安全性受到损害;而胶合木结构主要材料为胶合木,借助材料进行胶合结构的构建,保证尺寸标准,形成整个房屋的框架。对于这种方式,需要进行材料的加工,对其进行各种基本操作,程序较为复杂,需要较长的时间,主要发挥辅助的作用。

2.木结构房屋结构设计的主要标准和手段

在当前城镇建设中,木结构房屋成为主流,生态效果明显,有利于经济收益的获取,同时,持久性较强,在整个房屋建筑发展中起着至关重要的作用。本文主要将研究的重点放在型木结构房屋设计中,对其主要内容进行了详尽的探讨。

2.1木结构房屋结构设计的基本要求

在进行轻型木结构房屋设计的时候,要重视对房屋建筑环境的考量,保证建设内容上与结构上的对接,确立对应的标准,保证整个结构设计的安全性、可靠性和规范性。

2.1.1对于木结构房屋结构,其高度限制在三层。虽然城镇建设发展迅速,完善程度不断提升,但是,高度仍局限在三层,一旦超出这个范围,很难实现安全保障,使城镇房屋建设存在一定的局限性【1】。

2.1.2木结构房屋建筑要实现与环境的积极配合,协调共进。在具体建设中,要重视对环境的关注,做到了如指掌,实现建筑内容与环境的有机统一,实现较高的建筑美观。

2.1.3木结构房屋结构要尊重可持续发展的理念,对建筑中的物料、构建进行科学和选择,实现与生态建设的有效统一,保证较高的生态和经济效益。在木结构建设中,要注重从温湿度、养分等方面进行防腐处理,借助结构设计实现对材料的有效防护。对于构件,要注重从截面和规格方面进行分析,改善物料的使用率,增强经济价值,促进木结构的持续发展。

2.1.4在对木结构进行设计的时候,充分考虑力学原理。对于城镇木结构房屋机构,在抗震和抗风性方面的要求较高,需要具备较强的承受外力的能力。因此,要注重对力学的把握,以力学结构为基础,形成对于的力学体系,而后进行合理设计,保证木结构房屋的刚度和整体性。

2.2木结构房屋结构设计的具体途径

2.2.1对于木结构房屋结构设计,涉及的项目比较多,彰显复杂性,需要以环境特征为依据,进行设计方式的选择。这一这样,才能符合城镇房屋建筑的具有要求。当前,主要的设计方式为有限元分析法。

2.2.2对于有限元分析法,主要借助的是数学微分知识,实现对木结构房屋建筑设计的详尽分析和运算。这种方式的优点是具有较高的精准性,符合科学原理,逻辑顺畅,其对效益的分析高于数学分析方式,也是轻质木结构设计的关键内容。这种方式在进行结构设计的时候,对数据进行的各项处理主要依据数值分析内容和差分分析内容实现,实现结构之间处理内容的实现,形成数学模型,确定模拟系统,达到对房屋建筑设计本质和效益的准确核算【2】。因此,对于相关数据分析人员,要着重做好以下几个方面的内容:首先,是对设计的内容进行合理的划分,要根据木结构的具体情况,进行合理划分,主要包含形状规则、内容单一以及标准受力单元;其次,分析单元内容的具体特征。人员要遵照有限元分析方式,实现对单元结构的有效处理,而后确定单元之间受力的实际状态和具体特征;再次,对单元进行系统组装,实现完整的结构形态。工作人员要按照单元的实质,对整体结构的刚度进行确认,在微分方程中实现各阶段数据的准确录入,最终确认设计的结构效果;第四,充分运行CAD技术进行构图。通过内容和数据的联系,形成CAD構图,而后达到最终方案的确定。

2.3木结构房屋结构设计需要注意的问题

2.3.1对于木结构房屋结构设计工作,在具体设计中药做好木结构材料设计单元的选择。对于单元类型的对比,主要借助有限元分析结果和数学模型分析结果进行对比和优化,保证房屋建筑在性能和功能上满足使用者要求。工作人员要对单元进行准确连接,根据房屋实际状态,形成系统、规范化的单元体系,实现对受力状况的分析,达到整个设计的有效性和规范性【3】。

2.3.2在进行木结构房屋结构设计的过程中,要对木结构材料的属性和特征进行详尽的了解,合理选取材料类型,保证方案的最优化。但是,在具体的设计中,很多工作人员对材料属性缺乏正确、综合性的分析,标注缺乏完善性,甚至对一些材料没有进行基本的描述,在很大程度上影响了结构的品质。为此,在未来的设计中,要重视出现的问题,对整个系统进行不断深化,提升标注效益,改善城镇建设木结构房屋结构经济效益。

结束语

综上,随着社会的不断发展和进步,木结构房屋建筑结构被越来越关注和重视,其彰显环保、绿色、经济等诸多优势,具有广阔的发展前景,市场提升空间较为广泛。在整个木结构房屋结构建设中,其核心内容为结构设计,其水平和效果之间关系到房屋的安全性和可靠性,一定程度上影响经济收益的获取。为此,在未来的发展中,相关人员要加大对设计给中的研究分析力度,挖掘设计项目的关键,在从根本上加速木结构房屋结构在城镇建设中的发展进程。

参考文献

[1]刘广哲.现代木结构住宅的设计与施工研究[D].东北林业大学,2012.

[2]朱慎如.新农村木结构房屋结构设计研究[D].北京建筑工程学院,2012.

篇5:木结构有哪些特点?

得房率高

由于墙体厚度的差别,木结构建筑的实际得房率(实际使用面积)比普通砖混结构要高出5%---8%,

工期短

木结构采用装配式施工,这样施工对气候的适应能力较强,不会像混凝土工程一样需要很长的养护期,另外,木结构还适应低温作业,因此冬季施工不受限制。

节能

建筑物的能源效益是由构成该建筑物的结构体系和材料的保温特性决定的。木结构的墙体和屋架体系由木质规格材、木基结构覆面板和保温棉等组成,测试结果表明,150mm厚的木结构墙体,其保温能力相当于610mm厚的砖墙,木结构建筑相对混凝土结构,可节能50%---70%。

环保

木材是唯一可再生的主要建筑材料,在能耗、温室气体、空气和水污染以及生态资源开采方面,木结构的环保性远优于砖混结构和钢结构,是公认的绿色建筑。

舒适

由于木结构优异的保温特性,人们可以享受到木结构住宅的冬暖夏凉。另外,木材为天然材料,绿色无污染,不会对人体造成伤害,材料透气性好,易于保持室内空气清新及湿度均衡,

稳定性高

木材相对其它材料有极强的韧性,加上面板结构体系,使其对于冲击荷载及周期性疲劳破坏有很强的抵抗力,具有最佳的抗震性,木结构在各种极端的符合条件下,均表现出优异的稳定性和结构的完整性,特别在易于受到飓风影响的热带地区以及受到破坏性地震袭击的地区,如日本和北美,其表现尤为突出。

防火性能

木结构体系的耐火能力比人们通常想象的要强的多,轻型木结构中石膏板对木构件的覆盖,以及重木结构中大尺寸木构件遇火形成的碳化层,均可以保护木构件,并保持其结构强度和完整性,按中国木结构设计规范设计建造的木结构建筑,完全能够满足有关防火要求。

隔声性能

基于木材的低密度和多孔结构,以及隔音墙体和楼板系统,使木结构也适用于有隔音要求的建筑物,创造静谧的生活,工作空间。另外,木结构建筑没有混凝土建筑常有的撞击性噪音传递问题。

耐久性

篇6:木结构有哪些建筑特点?

木结构按连接方式和截面形状分为齿连接的原木或方木结构,裂环、齿板或钉连接的板材结构和胶合木结构,

齿连接的原木或方木结构

以手工操作为主的工地制造的结构。加工简便,发展最早,应用也最广。在中国应用最多的也是这种结构形式。原木或带髓心的方木在干燥过程中,多发生顺纹开裂。当裂缝与桁架受拉下弦连接处受剪面重合时,将降低木结构的安全度,甚至导致破坏。故在采用原木或方木结构时,应采取可靠措施,尽量减少裂缝对结构的不利影响。原木和方木截面较大,干燥费时,所以制作时只能采用截面内外平均含水率不大于25%的半干材。半干材在安装后逐渐干燥到与空气中的相对湿度平衡时,将产生横纹干缩,并在节点处产生的横纹或斜纹承压变形偏大,再由于齿连接手工操作的偏差,致使原木或方木结构的变形较大。原木或方木桁架的下弦除了开裂的影响之外,还常因所供应的木材质量偏低,难以选得符合受拉构件材质标准的木材。为了保证原木或方木结构的安全可靠,在中国大量推广应用钢材作下弦和拉杆的钢木桁架。以保证结构的安全可靠,并在一定程度上提高了结构的刚度,减小了变形。

裂环、齿板或钉连接的板材结构

由厚度在10厘米以内的木板组成的结构。木板厚度小,能在短期内干燥,结构的变形较小,且木板又无完整的年轮,在干燥过程中切向和径向收缩率不一致所引起的翘曲可用加压的方法控制;干燥不均匀引起的内应力很小,即使产生裂缝,因开裂程度轻微,不影响结构的安全。

裂环连接的板材结构

裂环能传递较大的内力,既能用于节点连接,又能用于接头的连接;裂环能标准化生产,环槽可用机具开凿,可使木结构的制作进入工业化生产。裂环通过环槽承压和连接靠木材受剪传力,其安全度受脆性破坏的木材抗剪强度控制,

裂环安装后处于隐蔽状态,不易检查。因此被齿板逐渐取代。

齿板连接的板材结构

冲压而成的齿板用油压机直接压入木材,制造简便,与裂环连接相比,具有较高的紧密性,减小了结构的变形,且便于检查。齿板通过众多的齿分散承压传力,有很好的韧性,比裂环连接可靠。国外多将齿板应用于桁架节点和接头的连接。

钉连接的板材结构

多在工地制造,由于加工方便,可以制成弧形桁架等合理的结构形式,在苏联应用较多。中国曾用于体育馆、仓库等跨度较大的屋盖结构。由于钉连接的后期变形较大,应用受到一定的限制。

胶合木结构

包括层板胶合结构和胶合板结构。由于胶合木结构能较好地利用木材的优点和克服其缺点,使木材在结构中的应用更为合理,所以在一些技术发达的国家得到较大的发展,而成为木结构的主要形式。多用于大跨度的房屋。美国相继建成直径为153米、162米及208米的胶合木圆顶。

此外,将木材旋切成3~10毫米厚的单板,木纹相互平行层叠热压胶合成30~50毫米厚的板材称为密层胶合木,可用以制成各种构件或结构。密层胶合木的问世使胶合木结构的应用达到新的高度。如建于1976年跨度为122米的密层胶合木筒拱,用于美国爱达荷州立大学足球场的屋盖,上、下翼缘采用由16层单板胶合厚度为45毫米的密层胶合木。图为在吊装筒拱。

螺栓球节点连接的木结构

上一篇:专题民主生活会总结表态发言下一篇:3安全教育培训大纲制度