對(duì)輕型木結(jié)構(gòu)住宅節(jié)點(diǎn)構(gòu)造研究

《對(duì)輕型木結(jié)構(gòu)住宅節(jié)點(diǎn)構(gòu)造研究》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線(xiàn)閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在工程資料-天天文庫(kù)。

1、第六屆全國(guó)現(xiàn)代結(jié)構(gòu)工程學(xué)術(shù)研討會(huì)輕型木結(jié)構(gòu)住宅節(jié)點(diǎn)構(gòu)造研究熊俊石永久王元清陳宏(清華大學(xué)土木工程系，北京100084)(清華大學(xué)建筑設(shè)計(jì)研究院，北京100084)摘要：輕型木結(jié)構(gòu)住宅在北美單體住宅中應(yīng)用廣泛，近年來(lái)逐漸引入我國(guó)，我國(guó)的輕型木結(jié)構(gòu)住宅研究及建設(shè)逐漸升溫。本文介紹了輕型木結(jié)構(gòu)節(jié)點(diǎn)類(lèi)型及各自的特點(diǎn)，詳細(xì)分析了屋面、墻體、樓面等相關(guān)節(jié)點(diǎn)的構(gòu)造方法和受力特點(diǎn)，并簡(jiǎn)單預(yù)測(cè)了節(jié)點(diǎn)構(gòu)造與材料的發(fā)展前景。關(guān)鍵詞：輕型木結(jié)構(gòu)，節(jié)點(diǎn)類(lèi)型，節(jié)點(diǎn)構(gòu)造結(jié)構(gòu)體系概述(一)結(jié)構(gòu)體系構(gòu)成輕型木結(jié)構(gòu)采用規(guī)格材作墻骨，木基結(jié)構(gòu)板作面板的框架墻承重，主梁或屋

2、脊梁，與木基結(jié)構(gòu)板材構(gòu)成樓蓋和屋蓋。此種結(jié)構(gòu)在施工時(shí)獨(dú)立組裝的樓板系統(tǒng)能夠提供一個(gè)工作的平臺(tái)，骨架結(jié)構(gòu)”。典型的平臺(tái)框架結(jié)構(gòu)如圖1所示‘1m1嘲：圖1平臺(tái)框架結(jié)構(gòu)節(jié)點(diǎn)連接形式及受力性能支承規(guī)格材組合梁或?qū)影迥z合梁作因此，輕型木結(jié)構(gòu)亦稱(chēng)為“平臺(tái)式結(jié)構(gòu)主要組成部分為屋面結(jié)構(gòu)、墻面結(jié)構(gòu)和樓面結(jié)構(gòu)。(二)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)輕型木結(jié)構(gòu)將間距緊密的規(guī)格材與面板結(jié)合使用，形成建筑物結(jié)構(gòu)骨架，承載力、剛度和整體性通過(guò)主要結(jié)構(gòu)構(gòu)件(骨架構(gòu)件)和次要結(jié)構(gòu)構(gòu)件(墻面、樓面和屋面板)的共同作用得到控1。屋面板和樓面板既可以承擔(dān)豎向設(shè)計(jì)荷載，同時(shí)可設(shè)計(jì)為墻面的水平支撐，

3、與墻面結(jié)構(gòu)一起組成抗側(cè)力體系。因此，輕型木結(jié)構(gòu)是高次超靜定結(jié)構(gòu)，這一優(yōu)點(diǎn)使一些非結(jié)構(gòu)構(gòu)件也能參與抗側(cè)力作用，提高了抗側(cè)剛度和安全儲(chǔ)備[5]o輕型木結(jié)構(gòu)材料利用率高。除優(yōu)質(zhì)實(shí)木之外，還能在樓面、屋面等結(jié)構(gòu)上廣泛采用速生材和膠合板等材料，節(jié)省材料。木結(jié)構(gòu)的連接形式較多，傳統(tǒng)木結(jié)構(gòu)主要采用榫卯、木釘?shù)确绞?，而現(xiàn)代木結(jié)構(gòu)建筑主要采用鐵釘、螺栓、連接件等方式∞1。這三種方式在力學(xué)性能、耐久性等方面，較傳統(tǒng)木結(jié)構(gòu)有較大改進(jìn)。同時(shí)在施工工業(yè)建筑2006增刊第六屆全國(guó)現(xiàn)代結(jié)構(gòu)工程學(xué)術(shù)研討會(huì)方面，鐵釘、螺栓等連接方式也較傳統(tǒng)榫卯節(jié)點(diǎn)有很大的優(yōu)勢(shì)。因此，

4、除了建筑外觀等方面的特殊要求之外，現(xiàn)代木結(jié)構(gòu)節(jié)點(diǎn)構(gòu)造基本源于上述三種基本形式。而輕型木結(jié)構(gòu)由于受力較小，且構(gòu)件的標(biāo)準(zhǔn)化程度高，主要采用釘連接H1。部分受拉部位采用齒板等連接件連接。如果有抗震要求，則在關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)位置采用螺栓連接。(一)釘連接和螺栓連接釘連接適用范圍廣泛，施工簡(jiǎn)便，是木結(jié)構(gòu)中采用最為廣泛的連接形式。螺栓連接與釘連接作用類(lèi)似，需要預(yù)鉆孔，不如釘連接施工簡(jiǎn)便，適用范圍因此受到一定限制。釘連接和螺栓連接均為類(lèi)鉸接節(jié)點(diǎn)，其承載力主要由木材剪切、劈裂、承壓以及螺栓和釘?shù)膹澢葪l件控制哺。。由于木材剪切、劈裂等破壞均為脆性破壞，而釘和

5、螺栓則有一定的塑性變形能力，所以從破壞的安全性來(lái)看，充分利用螺栓和釘?shù)目箯澞芰檫B接破壞的理想狀況。因此，規(guī)范規(guī)定了螺栓連接和釘連接中木構(gòu)件的最小厚度，從構(gòu)造上保證連接受力的合理性與可靠性。同時(shí)，由于大多數(shù)輕型框架連接器均靠釘子、螺栓等緊固件起附著作用，所以緊固件的布置對(duì)水平和豎向力的傳遞起著至關(guān)重要的作用。北美建筑法規(guī)中有對(duì)輕型木結(jié)構(gòu)框架用釘要求的規(guī)定。圖2螺栓連接(二)連接件連接輕型木結(jié)構(gòu)中，連接件主要采用齒板。齒板采用薄鋼板制成，通過(guò)壓力將齒壓入待連接木構(gòu)件中形成節(jié)點(diǎn)，主要用于受拉和受剪構(gòu)件的連接，如木桁架、樓蓋或屋蓋梁等。因?yàn)?/p>

6、齒板較薄，受壓承載力較低，所以不能將其用于傳遞壓力。從齒板節(jié)點(diǎn)的應(yīng)用范圍可知，齒板主要處于剪一拉復(fù)合受力狀態(tài)，而齒板連接的破壞形式也由此主要分為三種，一是板齒屈服并從木材中拔出(圖3)，二是齒板凈截面受拉破壞(圖4)，三是剪切破壞(圖5)m3。圖3齒板拔出破壞圖4齒板受拉破壞圖5齒板受剪破壞連接件的種類(lèi)很多，其中與螺栓或鐵釘配合使用的預(yù)制連接件在輕型木結(jié)構(gòu)中也有應(yīng)用。與齒板連接類(lèi)似，這些連接件也主要用于拉、剪構(gòu)件連接。同時(shí)，較之齒板，螺栓型連接件形式多樣，更適用于復(fù)雜節(jié)點(diǎn)，且在現(xiàn)場(chǎng)施工時(shí)更便于組裝。如圖6。1666工業(yè)建筑2006增刊

7、第六屆全國(guó)現(xiàn)代結(jié)構(gòu)工程學(xué)術(shù)研討會(huì)圖6螺栓連接件連接由于螺栓的錨固，螺栓連接件的受力性能較好，不會(huì)出現(xiàn)齒板連接可能出現(xiàn)的拔出或者滑移等現(xiàn)象，因此適用于受力較大，傳力途徑較為復(fù)雜的桿件連接。節(jié)點(diǎn)的破壞形式主要集中于螺栓的受彎和連接件的受拉或受剪破壞，節(jié)點(diǎn)延性變型能力較好，有抗震要求的木結(jié)構(gòu)建筑多采用螺栓與鋼連接件配合使用的節(jié)點(diǎn)形式。三、框架節(jié)點(diǎn)構(gòu)造分析輕型木結(jié)構(gòu)建筑板件連接較多，主要分為屋蓋、樓蓋、墻體等三大部分。三部分中，與框架受力密切相關(guān)的節(jié)點(diǎn)構(gòu)造主要包括：(1)主梁與次梁節(jié)點(diǎn)(2)梁與柱節(jié)點(diǎn)(3)屋蓋桁架節(jié)點(diǎn)(4)柱與基礎(chǔ)節(jié)點(diǎn)下面分

8、別詳述各節(jié)點(diǎn)構(gòu)造。(一)主梁與次梁節(jié)點(diǎn)主梁與次梁連接最簡(jiǎn)單的構(gòu)造方式是將次梁直接安放在主梁的上部，用釘、螺栓等緊固件固定。如圖7，擱柵置于木梁之上并斜釘入木梁，每個(gè)擱柵使用兩個(gè)釘子。圖7擱柵和主梁的安裝工業(yè)建筑2006增