木屋必須注意哪些細(xì)節(jié)設(shè)計問題?
來源:muwu 作者:muwu 日期:2016-11-08
對于木框架木屋而言,合理的節(jié)點設(shè)計是結(jié)構(gòu)可靠與舒適的重要保證。用鋸材或膠合木建造木屋時毫無疑問都需要注意細(xì)節(jié)的設(shè)計。跨度、規(guī)模較大的木屋建筑往往采用膠合木建造,那么合理的細(xì)節(jié)問題設(shè)計在膠合木建筑中可能顯得更為重要。節(jié)點部的構(gòu)造需要仔細(xì)考慮木材的干縮濕漲的特性,避免在節(jié)點處產(chǎn)生橫紋拉應(yīng)力。同時節(jié)點處需避免應(yīng)力集中,應(yīng)力集中可能導(dǎo)致節(jié)點在此處失效。另外,節(jié)點處應(yīng)采取一定隔離措施,避免木構(gòu)件過度受潮。首先要注意木材會隨著濕度循環(huán)而干縮濕脹,其次,含水率超過20%時,未經(jīng)防腐處理的木材可能由于微生物的生長而腐爛。木材含水率變化時會收縮或膨脹,順紋方向的干縮濕脹可以忽略不計,但橫紋方向的干縮濕脹相對較大,不可忽視,設(shè)計節(jié)點時需要特別注意。舉例來說,24英寸高的梁,當(dāng)含水率由12%降至8%時,截面高度由于干縮會減小1/8英寸。設(shè)計膠合木節(jié)點時,應(yīng)注意節(jié)點處不約束構(gòu)件的橫紋干縮變形,如果約束的話,會在構(gòu)件中產(chǎn)生橫紋應(yīng)力,如果橫紋應(yīng)力超過構(gòu)件的橫紋抗拉承載力,構(gòu)件將產(chǎn)生橫紋裂縫。一旦形成裂縫,構(gòu)件的抗剪和抗彎能力將會顯著下降。
除了濕度變化可導(dǎo)橫紋裂縫外,另有一些原因也可導(dǎo)致類似結(jié)果。比如梁的不合理開槽、桁架節(jié)點處的荷載偏心、以及梁受拉一側(cè)的不合理受力均可導(dǎo)致木構(gòu)件產(chǎn)生彎矩以及在構(gòu)件內(nèi)部產(chǎn)生橫紋拉應(yīng)力。一般而言,節(jié)點總是位于梁端,梁端是木紋暴露最明顯的地方,因此節(jié)點構(gòu)造應(yīng)避免此處造成濕氣累積。通常而言,在連接處設(shè)置雨水孔、方形的槽并且保證木構(gòu)件與混凝土或砌體之間至少有1/4英寸的間隙,可以避免上述現(xiàn)象。由于螺栓孔的原因,大多數(shù)連接中木構(gòu)件需要暴露端木紋,即使不在梁端,也應(yīng)考慮潛在的濕氣累積現(xiàn)象。研究發(fā)現(xiàn),金屬連接件或連接件的一部分位于“冷區(qū)”(即保溫層外部)時,該處極容易造成濕氣累積。通過螺栓或者端木紋,水分很容易侵入木構(gòu)件內(nèi)部。存在上述問題的例子有懸掛件、懸臂梁連接件以及梁柱連接件等。
下文包括了一些常見的不同連接的圖示。這些示意圖展示了連接的正確做法以及常見的錯誤做法,并且討論了錯誤做法可能造成的后果。這些例子并未包括所有的連接情況,他們僅僅是下文所述連接構(gòu)造原則的一些例子,通過這些圖,設(shè)計者能夠更好的理解下文所述的設(shè)計原則并將這些原則用于設(shè)計中,設(shè)計出合理的節(jié)點。
需要說明的是,本文是從構(gòu)造的角度去講解節(jié)點設(shè)計,在此基礎(chǔ)上,設(shè)計者還應(yīng)考慮節(jié)點應(yīng)能承受和傳遞相應(yīng)的荷載。如今有許多專門生產(chǎn)膠合木框架連接件的廠家,如果可以的話也可采用這些廠家的商品。有時候為滿足建筑要求,結(jié)構(gòu)師需要采用一些隱式或半隱式的節(jié)點。對于梁-梁節(jié)點或者如圖所示梁-柱節(jié)點,鋼銷或埋頭螺釘以及內(nèi)置鋼板是不錯的解決方案。