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木结构有哪些建筑特点?

作者: 来源: 日期:2016-8-15 16:37:37
 

木结构按连接方式和截面形状分为齿连接的原木或方木结构,裂环、齿板或钉连接的板材结构和胶合木结构。

齿连接的原木或方木结构

以手工操作为主的工地制造的结构。加工简便,发展最早,应用也最广。在中国应用最多的也是这种结构形式。原木或带髓心的方木在干燥过程中,多发生顺纹开裂。当裂缝与桁架受拉下弦连接处受剪面重合时,将降低木结构的安全度,甚至导致破坏。故在采用原木或方木结构时,应采取可靠措施,尽量减少裂缝对结构的不利影响。原木和方木截面较大,干燥费时,所以制作时只能采用截面内外平均含水率不大于25%的半干材。半干材在安装后逐渐干燥到与空气中的相对湿度平衡时,将产生横纹干缩,并在节点处产生的横纹或斜纹承压变形偏大,再由于齿连接手工操作的偏差,致使原木或方木结构的变形较大。原木或方木桁架的下弦除了开裂的影响之外,还常因所供应的木材质量偏低,难以选得符合受拉构件材质标准的木材。为了保证原木或方木结构的安全可靠,在中国大量推广应用钢材作下弦和拉杆的钢木桁架。以保证结构的安全可靠,并在一定程度上提高了结构的刚度,减小了变形。

裂环、齿板或钉连接的板材结构

由厚度在10厘米以内的木板组成的结构。木板厚度小,能在短期内干燥,结构的变形较小,且木板又无完整的年轮,在干燥过程中切向和径向收缩率不一致所引起的翘曲可用加压的方法控制;干燥不均匀引起的内应力很小,即使产生裂缝,因开裂程度轻微,不影响结构的安全。

裂环连接的板材结构

裂环能传递较大的内力,既能用于节点连接,又能用于接头的连接;裂环能标准化生产,环槽可用机具开凿,可使木结构的制作进入工业化生产。裂环通过环槽承压和连接靠木材受剪传力,其安全度受脆性破坏的木材抗剪强度控制。裂环安装后处于隐蔽状态,不易检查。因此被齿板逐渐取代。

齿板连接的板材结构

冲压而成的齿板用油压机直接压入木材,制造简便,与裂环连接相比,具有较高的紧密性,减小了结构的变形,且便于检查。齿板通过众多的齿分散承压传力,有很好的韧性,比裂环连接可靠。国外多将齿板应用于桁架节点和接头的连接。

钉连接的板材结构

多在工地制造,由于加工方便,可以制成弧形桁架等合理的结构形式,在苏联应用较多。中国曾用于体育馆、仓库等跨度较大的屋盖结构。由于钉连接的后期变形较大,应用受到一定的限制。

胶合木结构

包括层板胶合结构和胶合板结构。由于胶合木结构能较好地利用木材的优点和克服其缺点,使木材在结构中的应用更为合理,所以在一些技术发达的国家得到较大的发展,而成为木结构的主要形式。多用于大跨度的房屋。美国相继建成直径为153米、162米及208米的胶合木圆顶。

此外,将木材旋切成3~10毫米厚的单板,木纹相互平行层叠热压胶合成30~50毫米厚的板材称为密层胶合木,可用以制成各种构件或结构。密层胶合木的问世使胶合木结构的应用达到新的高度。如建于1976年跨度为122米的密层胶合木筒拱,用于美国爱达荷州立大学足球场的屋盖,上、下翼缘采用由16层单板胶合厚度为45毫米的密层胶合木。图为在吊装筒拱。

螺栓球节点连接的木结构

螺栓球节点连接的木结构是于2010年提出的新型木结构,其特点在于将木结构同钢结构杂交,利用木材为主材,钢结构螺栓球节点为连接,通过铰接的形式形成空间铰接杆件体系,从而将木结构的应用领域从传统房屋拓展到大跨度空间结构。此项螺栓球节点连接的木结构连接技术,由中国民航大学教师提出并于2012年获得中国知识产权局专利局的发明专利授权(授权号ZL20101057461.X),是木结构研究领域的最新成果。




 
 
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