第六章 木结构的设计和构造
第一节 一般规定
第6.1.1条 设计木结构时,应符合下列要求:
一、宜选用以木材为受压或受弯构件的结构型式,如钢木桁架或撑托式结构。对于在干燥过程中容易翘裂的落叶松、云南松等树种木材,当用作桁架时,宜采用钢下弦;若采用木下弦,对于原木,其跨度不宜大于15m;对于方木不应大于12m,且应采取有效的防止裂缝危害的措施。
二、为了尽量利用短小木材和低等级木材,宜积极创造条件采用胶合木构件或胶合木结构。
三、木屋盖宜采用外排水。若必须采用肉排水时,不应采用木制天沟。
四、必须采取通风和防潮措施,以防木材腐朽和虫蛀。
五、合理地减少构件截面的规格,以符合工业化的要求。
六、应保证木结构特别是钢木桁架在运输和安装过程中的强度、刚度和稳定性,必要时应在施工图中提出注意事项。
第6.1.2条 在可能造成风灾的台风地区和山区风口地段,木结构的设计,应从构造上采
取有效措施,以加强建筑物的抗风能力。如:尽量减小天窗的高度和跨度;做成短出檐或封闭出檐;
瓦面(特别在檐口处)宜加压砖或座灰;两端山墙宜作成硬山;节点处檩条与桁架(或山墙)、桁架与墙(或柱)、门窗框与墙体等均应锚固。
第6.1.3条 在结构的同一节点或接头中有两种或多种不同刚度的连接时,计算上只考虑一种连接传递内力,不应考虑几种连接的共同作用。
第6.1.4条 杆系结构中的主要木构件,当有对称削弱时,其净截面面积不应小于毛截面面积的50%;当有不对称削弱时,其净截面面积不应小于毛截面面积的60%。
第6.1.5条 木结构中钢拉杆和拉力螺栓及其钢垫板,宜用3号钢制作。
圆钢拉杆和拉力螺栓的直径,应按计算确定。但不宜小于12mm。
钢拉杆和拉力螺栓方形钢垫板的尺寸,可按下列公式计算:
一、垫板面积(mm2)
二、垫板厚度(mm)
式中N——轴心拉力设计值(N);
——木材斜纹承压强度设计值(N/ mm2),按轴心拉力设计值N与垫板下木构件木纹方向的夹角,由本规范第3.2.2条的公式确定;
f——钢材抗弯强度设计值(N/ mm2)。
系紧螺栓钢垫板的尺寸可按构造要求确定,但其厚度不宜小于0.3倍螺栓直径,其边长不应小于3.5倍螺栓直径。当为圆形垫板,其直径不应小于4倍螺栓直径。
第6.1.6条 桁架的圆钢下弦、三角形桁架的钢中拉杆、受振动荷载影响的钢拉杆以及直径等于或大于20mm的钢拉杆和拉力螺栓,都必须采用双螺帽。
木结构的钢材部分,应有防锈措施。
第6.1.7条 在房屋或构筑物建成后,应按本规范附录三进行木结构的检查和维护。对于用湿材或新利用树种木材制作的木结构,必须注意工程交付使用前和使用后的第一、二年内的检查和维护工作。
第二节 屋面木基层和木梁
第6.2.1条 屋面木基层中的主要受弯构件,其强度应按下列两种荷载组合进行验算,而挠度应按第一种荷载组合验算。
一、恒荷载和活荷载(或恒荷载和雪荷载);
二、恒荷载和一个800N施工集中荷载。
在第二种荷载作用下,木材强度设计值应乘以本规范表3.2.1-2中施工荷载的调整系数。
注:密铺屋面板,其计算宽度可按300mm考虑。
第6.2.2条 凡设有锻锤或其他较大振动设备的房屋,宜设置屋面板。
第6.2.3条 方木檩条宜正放,其截面高宽比不宜大于2.5。当方木檩条斜放时,其截面高宽比不宜大于2,并应按本规范第4.2.4条的规定进行验算。若有可靠措施以消除或减少沿屋面方向的弯矩和挠度时,可根据采取措施后的情况进行验算。
当采用钢木檩条时,应采取措施保证受拉钢筋下弦折点处的侧向稳定。
椽条在屋脊处应相互连接牢固。
第6.2.4条 木梁宜用原木、方木或胶合木制作。若有设计经验,也可采用其他连接方式的组合梁。
当采用方木梁时,其截面高宽比不宜大于4。当采用胶合木梁时,其设计应符合本章第七节的要求。
木梁在支座处应有可靠的锚固。对于楼盖中的木搁栅,应沿其跨度每隔1~1.5m设置一道剪刀撑。
第三节 桁架
第6.3.1条 桁架选型可根据具体条件确定,并宜采用静定的结构体系。当桁架跨度较大或使用湿材时,应选用钢木桁架;
对跨度较小的纵墙承重房屋宜采用密置桁架;对跨度较大的三角形原木桁架宜采用不等
节间的桁架形式。
当采用木檩条时,桁架间距不宜大于4m;当采用钢木檩条或胶合木檩条时,桁架间距不宜大于6m。
第6.3.2条 桁架中央高度与跨度之比,不应小于表6.3.2规定的数值。
桁架最小高跨比 表6.3.2 序号 1 2 3 桁架类型 三角形木桁架 三角形钢木桁架;平行弦木桁架;弧形、多边形和梯形木桁架 弧形、多边形和梯形钢木桁架 h/l 1/5 1/6 1/7
注:h——桁架中央高度;
l——桁架跨度。
第6.3.3条 桁架应有约为跨度1/200的起拱。
第6.3.4条 设计木桁架时,其构造应符合下列要求:
一、受拉下弦接头应保证轴心传递拉力。下弦接头不宜多于两个。接头应锯平对接,并宜采用螺栓和木夹板连接。
当采用螺栓夹板连接时,接头每端的螺栓不宜少于6个,且不应排列成单行。当采用木夹板时,应选用优质的气干木材制作,其厚度不应小于下弦宽度的1/2。若桁架跨度较大,木夹板的厚度尚不宜小于100mm。当采用钢夹板时,其厚度不应小于6mm。
二、桁架上弦的受压接头应设在节点附近,并不宜设在支座节间和脊节间内。受压接头应锯平对接,并应用木夹板连接;在接缝每侧至少应用两个螺栓系紧。木夹板的厚度宜取上弦宽度的1/2,长度宜取上弦宽度的5倍。
三、若桁架支座节点采用齿连接,应使下弦的受剪面避开木材髓心(图6.3.4),并应在施工图中注明。
第6.3.5条 钢木桁架的下弦,可采用圆钢制作。当跨度较大或有振动影响时,宜采用型钢。
圆钢的下弦,应设有调整松紧的装置。
当下弦节点间的距离大于250d(d为圆钢直径)时,应加设吊杆。
杆端有螺纹的圆钢拉杆,当直径大于22mm时,宜将杆端加粗(如焊接一段较粗的短圆钢),其螺纹应由车床加工。
圆钢应经调直,需接长时宜采用双帮条焊,不应采用搭接焊。
当采用闪光接触对焊时,对焊接头应经过冷拉检验。
第6.3.6条 当桁架上设有悬挂吊车时,吊点应设在桁架节点处;腹杆与弦杆应采用螺栓或其他连接件扣紧;支撑杆件与桁架弦杆应采用螺栓连接;当为钢木桁架时,应采用型钢下弦。
第6.3.7条 当有吊顶时,桁架下弦与吊顶构件间应保持不小于100mm的净距。
第四节 天窗
第6.4.1条 天窗架的跨度,不宜大于屋架跨度的1/3。
天窗架的荷载宜由屋架脊节点及其相邻的上弦节点共同承担,并应设置斜杆与屋架上弦连接,以保证其平面内的稳定,在房屋两端开间内不宜设置天窗。
天窗架的立柱,应与桁架上弦牢固连接。当采用通长木夹板时,夹板不宜与桁架下弦直接连接(图6.4.1)。
第6.4.2条 为防止天窗边柱受潮腐朽,边柱处屋架的檩条,宜放在边柱内侧(图6.4.2)。天窗的窗樘和窗肩宜设在天窗边柱外侧,并应加设有效的挡雨设施。开敞式天窗应加设有效的挡雨板,并应作好泛水处理。