第9章木结构.ppt
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1、第9章 木结构Timber Structure本章要求(本章要求(2学时)学时)了解木结构的特点和适用范围;了解木结构的特点和适用范围;熟悉木结构材料及物理力学性能熟悉木结构材料及物理力学性能;掌握木结构设计;掌握木结构设计;熟悉熟悉木结构防护和防火;木结构防护和防火;熟悉木结构的连接;熟悉木结构的连接;了解木桁架。了解木桁架。第9章 木结构9.1 概述9.1 概述概述一、基本概念:一、基本概念:以木材为主制作的结构。以木材为主制作的结构。优点:轻质高强;易于制作、安装;优点:轻质高强;易于制作、安装;缺点:力学性质各向异性,有疵病影响其强度;防火防腐朽能缺点:力学性质各向异性,有疵病影响其强
2、度;防火防腐朽能力及耐久性较差,变形较大。力及耐久性较差,变形较大。二、木材的性质:二、木材的性质:1.木材含水:自由水和吸附水,含水率木材含水:自由水和吸附水,含水率(18%18%为干材)为干材)纤维饱和点纤维饱和点30%30%,平衡含水率,平衡含水率1018%木材木材强度随含水率增加而降低,达度随含水率增加而降低,达饱和点后影响不大。和点后影响不大。对抗拉抗拉强度影响小。度影响小。2.干缩、开裂和翘曲干缩、开裂和翘曲3.疵病、木节、纹理、裂缝疵病、木节、纹理、裂缝第7章 砌体结构7.1 概述三、结构用材种类及选择三、结构用材种类及选择1.结构用木材:承重构件宜选用针叶材,如红松、云杉、冷杉
3、结构用木材:承重构件宜选用针叶材,如红松、云杉、冷杉等;重要的木制连接件应采用细密、直纹、无节和其他缺陷且等;重要的木制连接件应采用细密、直纹、无节和其他缺陷且耐腐蚀的硬质阔叶材,如榆树材、槐树材、桦树材等。耐腐蚀的硬质阔叶材,如榆树材、槐树材、桦树材等。2.承重结构用材的种类:承重结构用材的种类:(1)原木:整原木、半原木)原木:整原木、半原木(2)锯材:方木、板材、规格材。)锯材:方木、板材、规格材。(3)胶合板)胶合板3.结构用材选择结构用材选择(1)材质等级:表格)材质等级:表格1、2、3(2)含水率)含水率设计依据:设计依据:木结构设计规范木结构设计规范(GB50005-2003)第
4、7章 砌体结构7.1 概述主要用途材质等级1受拉或拉弯构件a2受弯或压弯构件a3受压构件及次要受弯构件(如吊顶小龙骨)a表表1 普通木结构构件的材质等级普通木结构构件的材质等级表表2 胶合木结构胶合木结构构件的木材材质构件的木材材质等级等级 第7章 砌体结构7.1 概述表表3 轻型木结构用规格材的材质等级轻型木结构用规格材的材质等级项次项次主要用途主要用途材质等级材质等级1用于对强度、刚度和外观有较高要求的构件用于对强度、刚度和外观有较高要求的构件23用于对强度、刚度有较高要求而对外观只有一般要求的构用于对强度、刚度有较高要求而对外观只有一般要求的构件件4用于对强度、刚度有较高要求而对外观无要
5、求的普通构件用于对强度、刚度有较高要求而对外观无要求的普通构件5用于墙骨柱用于墙骨柱6除上述用途外的构件除上述用途外的构件7(2)结构用木材对含水率的要求)结构用木材对含水率的要求现场制作的原木或方木结构现场制作的原木或方木结构25%25%;板材和规格材板材和规格材20%20%受拉构件的连接板受拉构件的连接板18%18%连接件连接件15%15%层板胶合木结构层板胶合木结构15%15%,且同一构件各层木板间含水率差别,且同一构件各层木板间含水率差别5%。第7章 砌体结构7.1 概述原木屋建造过程原木屋建造过程第7章 砌体结构7.1 概述7.2 木材的力学性能与木结构设计木材的力学性能与木结构设计
6、一、木材的力学性能一、木材的力学性能各向异性各向异性1.受拉性能:顺纹抗拉强度为横纹的受拉性能:顺纹抗拉强度为横纹的1040倍,斜倍,斜纹介于二者之介于二者之间,疵病,疵病会降低木材抗拉会降低木材抗拉强度,脆性破坏度,脆性破坏现象更象更严重。重。2.顺纹受受压性能:有性能:有较好的塑性性好的塑性性质,顺纹受受压强度度为受拉的受拉的40%50%,疵病,疵病对其影响其影响较小。小。3.受弯性能:介于抗拉和抗受弯性能:介于抗拉和抗压强度之度之间。疵病。疵病对其影响很大。其影响很大。4.承承压性能:两个构件通性能:两个构件通过接触面接触面传递压力力时其接触面上的其接触面上的应力。力。(1)顺纹承压:较
7、顺纹抗压强度略低顺纹承压:较顺纹抗压强度略低(2)横纹承压强度很低,变形较大)横纹承压强度很低,变形较大(3)斜纹承压:介于前二者之间)斜纹承压:介于前二者之间5.受剪性能:截纹剪切、顺纹剪切、横纹剪切受剪性能:截纹剪切、顺纹剪切、横纹剪切脆性破坏脆性破坏第7章 砌体结构7.1 概述二、影响木材力学性能的因素二、影响木材力学性能的因素1.木材缺陷:木材缺陷:2.荷荷载作用作用时间:长期期强度下降,度下降,约为短期的短期的50%60%。3.含水率的影响:含水率的影响:4.温度的影响:温度升高温度的影响:温度升高强度和度和弹性模量都降低。性模量都降低。5.木材容重的影响木材容重的影响6.年年轮宽度
8、与晚材含量的影响:年度与晚材含量的影响:年轮宽度宜度宜16mm,晚材,晚材强度高,早材度高,早材强度低。度低。第7章 砌体结构7.1 概述三、木结构设计的一般规定三、木结构设计的一般规定1.普通木结构:普通木结构:2.(1)木材宜用于受压和受弯构件。)木材宜用于受压和受弯构件。3.(2)采用胶合木构件或结构。)采用胶合木构件或结构。4.(3)木屋盖宜采用外排水。)木屋盖宜采用外排水。5.(4)必须采用通风防潮措施,防朽防虫。)必须采用通风防潮措施,防朽防虫。6.(5)合理减少构件截面规格。)合理减少构件截面规格。7.(6)应保证木结构特别是钢木桁架在运输和安装中的强度、刚度和稳定性。)应保证木
9、结构特别是钢木桁架在运输和安装中的强度、刚度和稳定性。8.(7)地震区在构造上应加强连接,特别是刚度相差较大构件之间的连接。)地震区在构造上应加强连接,特别是刚度相差较大构件之间的连接。9.(8)在风灾和山区风口地段应加强抗风能力。)在风灾和山区风口地段应加强抗风能力。10.(9)抗震设防烈度)抗震设防烈度8度和度和9度地区根据需要采用隔震消能设计。度地区根据需要采用隔震消能设计。11.(10)结构同一节点或接头有)结构同一节点或接头有2种或多种连接方式时,计算时应只考虑一种或多种连接方式时,计算时应只考虑一种连接传递内力。种连接传递内力。12.(11)杆系结构中木构件,当有对称削弱时,净截面
10、面积不应小于毛截面)杆系结构中木构件,当有对称削弱时,净截面面积不应小于毛截面的一半;不对称时为的一半;不对称时为60%;受弯构件受拉边不得打孔开缺口。;受弯构件受拉边不得打孔开缺口。13.(12)圆钢拉杆和拉力螺栓直径应按计算确定,不宜小于)圆钢拉杆和拉力螺栓直径应按计算确定,不宜小于12mm。第7章 砌体结构7.1 概述2.层板胶合木结构:层板胶合木结构:3040mm厚的厚的锯材胶合材胶合(1)应采用经应力分级标定的木板制作,顺纹。)应采用经应力分级标定的木板制作,顺纹。(2)直线型胶合木构件截面可为矩形和工字型;弧形构件和变截面构件宜采)直线型胶合木构件截面可为矩形和工字型;弧形构件和变
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