木材是天然生長的材料,其截面尺寸和長度都是有限的,為了承受更大的荷載或達(dá)到更大的跨度,需要采用各種不同的連接方式把單根木材連接起來組成更復(fù)雜的局部或者整體結(jié)構(gòu),以達(dá)到共同承重的目的。
不同于混凝土的整體澆筑以及鋼結(jié)構(gòu)的可焊接性,由于木構(gòu)天然的“樂高屬性”,三分靠構(gòu)件、七分靠節(jié)點,從而節(jié)點設(shè)計對于木構(gòu)來說尤為重要,
今天和大家聊聊木結(jié)構(gòu)主要的連接形式,
木構(gòu)連接的分類方式很多,主要為以下三種:
1. 按不同的功能分類
節(jié)點連接:木構(gòu)件之間或木構(gòu)件與金屬構(gòu)件之間通過連接組成平面結(jié)構(gòu)或空間結(jié)構(gòu)。
構(gòu)件的縱向接長:為了增加構(gòu)件的長度可以通過指接或螺栓夾板等將構(gòu)件沿縱向接長。此種連接方式通長為受拉桿件縱向接長,比如說木桁架的下弦桿件。
2.按連接方式分類
榫卯連接:不用其他連接件或結(jié)構(gòu)膠,利用木材之間的擠壓和嵌合傳遞荷載,是傳統(tǒng)木結(jié)構(gòu)建筑的主要連接方式。有別于現(xiàn)代木結(jié)構(gòu)節(jié)點傳力明確的特點,榫卯連接的受力較為復(fù)雜,實際工程中一般可簡化鉸接或半剛性節(jié)點,具體做法可參考傳統(tǒng)木結(jié)構(gòu)的營造做法。
齒連接:通過桿件與桿件之間直接抵承傳遞壓力,在連接處木材的狀態(tài)是承壓或受剪,是方木原木結(jié)構(gòu)中木桁架的主要連接方式。
銷連接:將鋼質(zhì)桿件,一般為螺栓或銷釘作為連接物,將木構(gòu)件與木構(gòu)件或鋼構(gòu)件連接在一起,通過鋼制桿件的抗彎和抗剪以及與木孔壁承壓來承擔(dān)壓力或拉力。
植筋連接:將螺栓或帶肋鋼筋插入木構(gòu)件上的預(yù)鉆孔中,并注入膠黏劑,以傳遞構(gòu)件間的拉力、剪力的連接方式。單根植筋螺栓僅能傳遞拉力或剪力,若多個螺栓按規(guī)范要求的間距排列,該節(jié)點就可以承擔(dān)彎矩。
3.按連接力學(xué)性能分類
按力學(xué)性能分類可分為剛接,半剛接以及鉸接連接。在實際工程中,連接能夠達(dá)到一定的抗彎剛度,就可認(rèn)定為剛接。某些連接雖然能承擔(dān)一定的彎矩,但是轉(zhuǎn)動變形較大,則可認(rèn)為是半剛性連接。鉸接在連接處可自由轉(zhuǎn)動,不能承擔(dān)彎矩,只能承擔(dān)剪力和軸力。
現(xiàn)代木結(jié)構(gòu)中,銷連接在多個螺栓或銷釘共同作用下能夠抵抗一定的節(jié)點彎矩,但由于木材橫紋強度較低且端頭銷軸在較大彎矩作用下木材有發(fā)生劈裂的風(fēng)險,故一般在計算或結(jié)構(gòu)模型模擬中作為純鉸接連接考慮。
在國內(nèi)實際工程項目中,重型木結(jié)構(gòu)多以膠合木框架結(jié)構(gòu)呈現(xiàn)。膠合木梁、柱之間,柱與基礎(chǔ)之間以及主梁與次梁之間的連接多采用內(nèi)插鋼板加對穿螺栓或鋼銷固定。該連接方式在結(jié)構(gòu)計算時均假定為鉸接節(jié)點。若無有效抗側(cè)力(地震及風(fēng))構(gòu)件,該框架為不穩(wěn)定框架,結(jié)構(gòu)無法成立。故有別于柱腳剛接或梁柱剛接的鋼框架,膠合木框架一般需要增設(shè)木剪力墻或雙向柱間支撐系統(tǒng)。柱間支撐可為壓桿或拉桿,宜同跨且落地布置.