一級注冊建筑師結(jié)構(gòu)-木結(jié)構(gòu)學(xué)習(xí)筆記

第十四章木結(jié)構(gòu)設(shè)計一． 木結(jié)構(gòu)用木材（一） 木結(jié)構(gòu)的特點、適用范圍1．木結(jié)構(gòu)特點（1）易于取材、加工方便、質(zhì)輕、相對強度高（2）各向異性、天然缺陷（木節(jié)、裂縫、斜紋）、天然尺寸受限制、易腐、易蛀、易裂、易變形2.不應(yīng)采用木結(jié)構(gòu)的房屋和構(gòu)筑物（1）極易引起火災(zāi)的；（2）受生產(chǎn)性高溫影響，木材表面溫度高于50°C的；（3）經(jīng)常受潮且不易通風(fēng)的。（二）木結(jié)構(gòu)用材種類1.木結(jié)構(gòu)用材種類針葉材（落葉松、紅松、云杉、冷杉等）——主要承重構(gòu)件硬質(zhì)闊葉材（榆樹、槐樹、樺樹材等）——重要連接件2.木結(jié)構(gòu)用材按截面分類原木（圓木）、方材、板材（三）木材的受力性能1．木材的受拉性能（1）順紋抗拉強度高，橫紋抗拉強度很低（2）受拉破壞前沒有明顯塑性變形，屬脆性破壞2.木材的受彎性能3.木材的受壓性能——兩個構(gòu)件利用表面互相接觸傳遞壓力叫做承壓，常見于構(gòu)件的接頭和連接；木材承壓工作分為順紋承壓、橫紋承壓和斜紋承壓。（1）木材受壓時、具有較好的塑性變形（2）木節(jié)等缺陷對受壓影響比受拉要?。?）木材受壓工作比受拉可靠4.木材的受剪性能（截紋受剪、順紋受剪和橫紋受剪）木結(jié)構(gòu)通常采用順紋受剪，其剪切破壞屬于脆性破壞（四）影響木材力學(xué)性能的因素1、木材的缺陷（1）木材等級：將材質(zhì)按缺陷的多少和大小及承重結(jié)構(gòu)的受力要求分三級：I．II、III三個等級（I級最好，III級最差）木材強度按抗彎強度設(shè)計值劃分等級。（2）木材選用（對木材材質(zhì)要求排序：受拉>受彎>受壓）膠合木按用途分Ib、IIb、IIIb；輕型木結(jié)構(gòu)分：Ic、IIc、IIIc等七級。2．含水率（只對受拉強度影響較小，對其它強度影響較大，熟悉含水率的規(guī)定）（1）強度隨含水率增加而降低，對受拉影響較小。（2）干材（含水率≤18%）、半干材（含水率=18~25%）、濕材（含水率≥25%）（3）規(guī)范對含水率的規(guī)定（現(xiàn)場制作的原木和方木≯25%；板材和規(guī)格材≯20%……）3．木紋斜度（與強度成反比）順紋強度最高，橫紋強度最低。4．受荷時間、溫度、濕度受荷時間增長，溫度升高、濕度增大，強度、剛度降低。（五）結(jié)構(gòu)用膠承重結(jié)構(gòu)用膠，應(yīng)保證其膠合強度不低于木材順紋抗剪和橫紋抗拉的強度。膠連接的耐水性和耐久性，應(yīng)與結(jié)構(gòu)的用途和使用年限相適應(yīng)，并應(yīng)符合環(huán)境保護的要求。二．木結(jié)構(gòu)構(gòu)件的設(shè)計計算（一）木結(jié)構(gòu)設(shè)計方法1、承載能力極限狀態(tài)（強度、穩(wěn)定）2、正常使用極限狀態(tài)（長細比）規(guī)范規(guī)定：（1）驗算撓度和穩(wěn)定時，取構(gòu)件的中央截面；（2）驗算抗彎強度時，取截面最大彎矩處截面。（3）標(biāo)注原木直徑時，以小頭為準(zhǔn)。（二）木結(jié)構(gòu)構(gòu)件的計算1.軸心受拉構(gòu)件（強度）2.軸心受壓構(gòu)件（強度、穩(wěn)定、剛度）3.受彎構(gòu)件（強度（彎、剪）、撓度）4.拉彎（強度）5.壓彎（強度、穩(wěn)定）三．木結(jié)構(gòu)的連接（一）齒連接（單齒、雙齒）1.通過構(gòu)件與構(gòu)件之間直接抵承傳力，只應(yīng)用在受壓構(gòu)件與其他構(gòu)件連接的節(jié)點上。2.驗算：都需要進行承壓驗算、剪切面的受剪驗算、保險螺栓的驗算和桁架下弦因齒連接的局部削弱而必須進行的凈截面抗拉強度驗算。3.構(gòu)造要求4.保險螺栓（桁架支座節(jié)點的齒連接必須設(shè)置保險螺栓，以防止和延緩剪切破壞而使整個屋架坍塌的危險）正常使用時不考慮保險螺栓參與受力。（二）螺栓連接和釘連接（單剪、雙剪）四.木結(jié)構(gòu)防火和防護（一）木結(jié)構(gòu)防火一般規(guī)定1.建筑構(gòu)件的燃燒性能和耐火極限2.建筑的層數(shù)、長度和面積木結(jié)構(gòu)建筑不應(yīng)超過三層。不同層數(shù)建筑最大允許長度和防火分區(qū)面積不應(yīng)超過規(guī)定：3.防火間距（木結(jié)構(gòu)建筑之間、木結(jié)構(gòu)建筑與其他耐火極限的建筑之間要有一定的防火間距）4.材料的燃燒性能5.特殊部位防火等（二）木結(jié)構(gòu)的防護一般規(guī)定1.采取防潮和通風(fēng)措施的部位2.防腐和防蛀進行藥劑處理的情況五.其他（材質(zhì)等級、撓度限值、長細比、桁架最小高跨比要求）木結(jié)構(gòu)設(shè)計木結(jié)構(gòu)用材 構(gòu)件設(shè)計 構(gòu)件鏈接 防火防護 其他材料性能耐火極限 承載力計算 正常使用要求 構(gòu)件鏈接 防護要求 跨度擱置長度建造層數(shù) 木材強度 撓度限值跨高比 【習(xí)題14-3】木材的缺陷、疵病對下列哪種強度影響最大？A.抗彎強度B.抗剪強度C.抗壓強度D.抗拉強度參考答案：D【習(xí)題14-4】木材的強度等級是指不同樹種的木材按其下列何種強度設(shè)計值劃分的等級？()A.抗剪B.抗彎C.抗壓D.抗拉參考答案：B【習(xí)題14-5】普通木結(jié)構(gòu)，受彎或壓彎構(gòu)件對材質(zhì)的最低等級要求為()。A.Ia級B.Ⅱa級C.Ⅲa級D.無要求參考答案：B【真題】膠合木構(gòu)件的木板接長連接應(yīng)采用下列哪一種方式？（10-89）A．螺栓連接B．指接連接C．釘連接D．齒板連接答案：B【真題】下列關(guān)于木材豎紋各種強度比較的論述，正確的是：（12-51）A.抗壓強度大于抗拉強度B.抗剪強度大于抗拉強度C.抗剪強度大于抗壓強度D.因種類不同而強度各異，無法判斷答案：A解析：木材順紋強度：抗壓大于抗拉大于抗剪?！菊骖}】關(guān)于我國傳統(tǒng)木結(jié)構(gòu)房屋梁柱榫接節(jié)點連接方式的說法，正確的是（）：（14-69）A、鉸接連接B、滑動連接C、剛性連接D、半剛性連接答案：A【真題】普通木結(jié)構(gòu)采用方木梁時，其截面高寬比一般不宜大于（）：（14-70）A、2 B、3C、4 D、5答案：C【真題】地震區(qū)輕型木結(jié)構(gòu)房屋梁與柱的連接做法，正確的（）：（14-71）A、螺栓連接B、鋼釘連接C、齒板連接 D、榫式連接答案：A【小結(jié)】 各種結(jié)構(gòu)構(gòu)件設(shè)計計算公式的內(nèi)在聯(lián)系：γ。S≤R（一般表達式）N≤φfA（砌體受壓）Nl≤γfAl（砌體局部受壓）M=α1fcbx（h0-x/2）（鋼筋混凝土受彎）N≤0.9φ（fcA+f′yA′s）（鋼筋混凝土軸壓）V≤Vu=Vc+Vsv+Vsb