2018二级建筑师建筑结构与设备辅导资料第七章_第2页

木结构的连接　　

　　木结构的构件连接是木结构的重要内容之一，包括连接形式、连接构造和连接计算三部分内容。常用的木结构连接形式包括两大类：齿连接和螺栓连接。

　　一、齿连接

　　1 .连接形式

　　齿连接是通过构件与构件之间直接抵承传力，所以齿连接只应用在受压构件与其他构件连接的结点上。齿连接有单齿连接与双齿连接，如图 7 一 6 ( a )、( b )所示。

　　2 .构造要求

　　( 1 )齿连接的承压面，应与所连接的压杆轴线垂直;

　　( 2 )单齿连接应使压杆轴线通过承压面中心;

　　( 3 )木绗架支座结点的上弦轴线和支座反力的作用线，当采用方木或板材时，宜与下弦净截面的中心线交汇于一点;当采用原木时，可于下弦毛截面的中心线交汇于一点，此时，刻齿处的截面可按轴心受拉验算;

　　( 4 )齿连接的齿深，对于方木不应小于 20mm ，对于原木不应小于 30mm ;

　　( 5 )绗架支座结点齿深不应大于 h / 3 ，中间结点的齿深不应大于 h / 4 ( h 为沿齿深方向的构件截面高度) ;

　　( 6 )双齿连接中，第二齿的齿深 hc应比第一齿的齿深 hc1 至少大 20mm ，单齿和双齿第一齿的剪面长度lv不应小于 4 . 5 倍齿深;

　　( 7 )当采用湿材制作时，木析架支座节点齿连接的剪面长度应比计算值加长 50mm ;

　　( 8 )析架支座节点采用齿连接时，必须设置保险螺栓，其方向与上弦轴线垂直，但不考虑保险螺栓与齿的共同作用。

　　3 .单齿连接计算

　　( 1 )按木材承压：

　　式中 fca ― 木材斜纹承压强度设计值， N / mm2，按《 规范 》 第 4 . 2 . 6 条确定;

　　N ― 作用于齿面上的轴向压力设计值， N ;

　　Ac ― 齿的承压面面积，mm2。

　　( 2 )按木材受剪：

　　式中：fv ― 木材顺纹抗剪强度设计值， N / mm2;

　　V 一作用于剪面上的剪力设计值， N ;

　　lv ― 剪面计算长度，mm，其取值不得大于齿深 hc的 8 倍;

　　bv ― 剪面宽度，mm ;

　　Ψv― 沿剪面长度剪应力分布不匀的强度降低系数，按《 规范 》 表 6 . 1 . 2

　　采用。

　　4 .双齿连接计算

　　( 1 )双齿连接的承压，仍按照( 7-13 )计算， Ac取两个齿承压面之和。

　　( 2 )双齿连接的受剪，仍按照( 7-14 )计算，此时全部剪力 V 均由第二齿面承受，且 lv≤10hc。

　　( 3 )双齿连接沿剪面长度剪应力分布不匀的强度降低系数ψv按《 规范 》 表 6 . 1 . 3 采用。

　　5 .保险螺栓计算

　　当析架支座采用齿连接时，必须设置保险螺栓。其承受之拉力 Nb 由上弦轴力设计值 N 和上下弦的夹角 a 按下式计算：

　　式中 Nb― 保险螺栓所承受的轴向拉力， N ;

　　N 一上弦轴向压力设计值， N ;

　　a ― 上弦与下弦的夹角，°。

　　二、螺栓连接和钉连接

　　1 .连接形式

　　( 1 )螺栓连接和钉连接有单剪连接和双剪连接两种，如图 7 一 7 ( a )、( b )所示;

　　( 2 )螺栓连接和钉连接排列有两纵行齐列和错列两种，如图 7-8 ( a )、( b )所示。

　　2 .构造要求

　　连接木结构的最小厚度规定按表 7-1 取值;

　　3 .单齿连接计算

　　( 1 )当木结构最小厚度符合表 7-1 规定时，螺栓连接或钉连接顺纹受力的每一剪面的连接承载力值按下式确定：

　　式中 Nv 一螺栓或钉连接每一剪面的承载力设计值， N ;

　　fc― 木材顺纹承压强度设计值， N / mm ;

　　d ― 螺栓或钉的直径， mm ;

　　Kv ― 螺栓或钉连接设计承载力计算系数，按照《 规范 》 表 6 . 2 . 2 采用。

　　( 2 )当木结构最小厚度不能满足表 7-1 规定时，则每一剪面的承载力设计值除了Nv按式( 7-16 )计算外，且不得大于0.3cdΨ2αfc，Ψα按照《 规范 》 表 6 . 2 . 4 采用。

　　( 3 )若螺栓的传力方向与构件木纹成a角度时，按式( 7-16 )计算的每一剪面的承载力设计值应乘以木材斜纹承压的降低系数Ψα，Ψα按照《 规范 》 表 6 . 2 . 4 采用。钉连接可不考虑斜纹承压的影响。

　　4.影响木材强度的主要因素

　　(1)含水量

　　木材强度受含水量影响很大。当木材含水率在纤维饱和点以下时,随含水率降低,木材强度提高;反之,强度降低。当木材含水率在纤维饱和点以上变化时,强度不变。为便于比较,我国标准《木材物理力学试验方法》 (GB 1927~1943-91)规定测定木材强度以含水率12%时的强度测定值作为标准,其他含水率下的强度可按下式换算成标准含水率时的强度。

　　σ12=σw[l十a(w-12)] (1-45)

　　式中σ12——含水率为12%时的木材强度;

　　σw一一含水率为w%时的木材强度;

　　w——试验时木材含水率;

　　α一一一木材含水率校正系数。

　　α随作用力和树种的不同而不同,如顺纹抗压所有树种均为0.05;顺纹抗拉时阔叶树为0.015,针叶树为0;抗弯所有树种为0. 04; 顺纹抗剪所有树种为0.03。

　　(2)负荷时间

　　木材在长期荷载作用下不致引起破坏的最高强度称为持久强度。木材的持久强度仅为短期极限强度的50%~60%。木结构通常都处于长期负荷状态,因此,在设计时应考虑负荷时间的影响。

　　(3)环境温度

　　木材的强度随环境温度升高而降低。长期处于50°C以上的建筑物不宜采用木结构。

　　(4)疵病

　　木材在生长、采伐、保存过程中,所产生的内部和外部的缺陷,统称为疵病。木材的疵病主要有木节、斜纹、裂纹、腐朽和虫害等。一般木材或多或少都存在一些疵病,致使木材的物理力学性能受到影响。