一级注册建筑师结构-木结构学习笔记

第十四章木结构设计一． 木结构用木材（一） 木结构的特点、适用范围1．木结构特点（1）易于取材、加工方便、质轻、相对强度高（2）各向异性、天然缺陷（木节、裂缝、斜纹）、天然尺寸受限制、易腐、易蛀、易裂、易变形2.不应采用木结构的房屋和构筑物（1）极易引起火灾的；（2）受生产性高温影响，木材表面温度高于50°C的；（3）经常受潮且不易通风的。（二）木结构用材种类1.木结构用材种类针叶材（落叶松、红松、云杉、冷杉等）——主要承重构件硬质阔叶材（榆树、槐树、桦树材等）——重要连接件2.木结构用材按截面分类原木（圆木）、方材、板材（三）木材的受力性能1．木材的受拉性能（1）顺纹抗拉强度高，横纹抗拉强度很低（2）受拉破坏前没有明显塑性变形，属脆性破坏2.木材的受弯性能3.木材的受压性能——两个构件利用表面互相接触传递压力叫做承压，常见于构件的接头和连接；木材承压工作分为顺纹承压、横纹承压和斜纹承压。（1）木材受压时、具有较好的塑性变形（2）木节等缺陷对受压影响比受拉要小（3）木材受压工作比受拉可靠4.木材的受剪性能（截纹受剪、顺纹受剪和横纹受剪）木结构通常采用顺纹受剪，其剪切破坏属于脆性破坏（四）影响木材力学性能的因素1、木材的缺陷（1）木材等级：将材质按缺陷的多少和大小及承重结构的受力要求分三级：I．II、III三个等级（I级最好，III级最差）木材强度按抗弯强度设计值划分等级。（2）木材选用（对木材材质要求排序：受拉>受弯>受压）胶合木按用途分Ib、IIb、IIIb；轻型木结构分：Ic、IIc、IIIc等七级。2．含水率（只对受拉强度影响较小，对其它强度影响较大，熟悉含水率的规定）（1）强度随含水率增加而降低，对受拉影响较小。（2）干材（含水率≤18%）、半干材（含水率=18~25%）、湿材（含水率≥25%）（3）规范对含水率的规定（现场制作的原木和方木≯25%；板材和规格材≯20%……）3．木纹斜度（与强度成反比）顺纹强度最高，横纹强度最低。4．受荷时间、温度、湿度受荷时间增长，温度升高、湿度增大，强度、刚度降低。（五）结构用胶承重结构用胶，应保证其胶合强度不低于木材顺纹抗剪和横纹抗拉的强度。胶连接的耐水性和耐久性，应与结构的用途和使用年限相适应，并应符合环境保护的要求。二．木结构构件的设计计算（一）木结构设计方法1、承载能力极限状态（强度、稳定）2、正常使用极限状态（长细比）规范规定：（1）验算挠度和稳定时，取构件的中央截面；（2）验算抗弯强度时，取截面最大弯矩处截面。（3）标注原木直径时，以小头为准。（二）木结构构件的计算1.轴心受拉构件（强度）2.轴心受压构件（强度、稳定、刚度）3.受弯构件（强度（弯、剪）、挠度）4.拉弯（强度）5.压弯（强度、稳定）三．木结构的连接（一）齿连接（单齿、双齿）1.通过构件与构件之间直接抵承传力，只应用在受压构件与其他构件连接的节点上。2.验算：都需要进行承压验算、剪切面的受剪验算、保险螺栓的验算和桁架下弦因齿连接的局部削弱而必须进行的净截面抗拉强度验算。3.构造要求4.保险螺栓（桁架支座节点的齿连接必须设置保险螺栓，以防止和延缓剪切破坏而使整个屋架坍塌的危险）正常使用时不考虑保险螺栓参与受力。（二）螺栓连接和钉连接（单剪、双剪）四.木结构防火和防护（一）木结构防火一般规定1.建筑构件的燃烧性能和耐火极限2.建筑的层数、长度和面积木结构建筑不应超过三层。不同层数建筑最大允许长度和防火分区面积不应超过规定：3.防火间距（木结构建筑之间、木结构建筑与其他耐火极限的建筑之间要有一定的防火间距）4.材料的燃烧性能5.特殊部位防火等（二）木结构的防护一般规定1.采取防潮和通风措施的部位2.防腐和防蛀进行药剂处理的情况五.其他（材质等级、挠度限值、长细比、桁架最小高跨比要求）木结构设计木结构用材 构件设计 构件链接 防火防护 其他材料性能耐火极限 承载力计算 正常使用要求 构件链接 防护要求 跨度搁置长度建造层数 木材强度 挠度限值跨高比 【习题14-3】木材的缺陷、疵病对下列哪种强度影响最大？A.抗弯强度B.抗剪强度C.抗压强度D.抗拉强度参考答案：D【习题14-4】木材的强度等级是指不同树种的木材按其下列何种强度设计值划分的等级？()A.抗剪B.抗弯C.抗压D.抗拉参考答案：B【习题14-5】普通木结构，受弯或压弯构件对材质的最低等级要求为()。A.Ia级B.Ⅱa级C.Ⅲa级D.无要求参考答案：B【真题】胶合木构件的木板接长连接应采用下列哪一种方式？（10-89）A．螺栓连接B．指接连接C．钉连接D．齿板连接答案：B【真题】下列关于木材竖纹各种强度比较的论述，正确的是：（12-51）A.抗压强度大于抗拉强度B.抗剪强度大于抗拉强度C.抗剪强度大于抗压强度D.因种类不同而强度各异，无法判断答案：A解析：木材顺纹强度：抗压大于抗拉大于抗剪。【真题】关于我国传统木结构房屋梁柱榫接节点连接方式的说法，正确的是（）：（14-69）A、铰接连接B、滑动连接C、刚性连接D、半刚性连接答案：A【真题】普通木结构采用方木梁时，其截面高宽比一般不宜大于（）：（14-70）A、2 B、3C、4 D、5答案：C【真题】地震区轻型木结构房屋梁与柱的连接做法，正确的（）：（14-71）A、螺栓连接B、钢钉连接C、齿板连接 D、榫式连接答案：A【小结】 各种结构构件设计计算公式的内在联系：γ。S≤R（一般表达式）N≤φfA（砌体受压）Nl≤γfAl（砌体局部受压）M=α1fcbx（h0-x/2）（钢筋混凝土受弯）N≤0.9φ（fcA+f´yA´s）（钢筋混凝土轴压）V≤Vu=Vc+Vsv+Vsb