木结构的连接.pptx
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1、4.1 连接的类型及基本要求 4.1.1 连接的类型 按功能节点连接接长拼接按方式榫卯连接齿连接销连接键连接胶连接植筋连接承拉连接第1页/共70页第2页/共70页榫卯连接第3页/共70页销连接第4页/共70页4.1.2 对连接的基本要求 (1)传力明确,安全可靠;(2)具有一定韧性;(3)有一定的紧密性;(4)构造简单,便于施工,节省材料。第5页/共70页4.1.3 影响连接承载力的因素 (1)与木材强度有关的因素;(2)几何因素;(3)群体作用因素;(4)特殊性产生的因素。第6页/共70页4.2 齿连接优点:构造简单、传力明确、制作工具简易;连接外露,易 于检查缺点:开齿削弱构件截面;产生顺
2、纹受剪作用,脆性破坏单齿连结双齿连结单齿连接:承载力低,制作简单,优先采用双齿连接:承载力高第7页/共70页1)承压面应与所连接的压杆轴线承压面应与所连接的压杆轴线垂直;垂直;2)单齿单齿连结应使压杆轴线应通过压杆轴线应通过承压面的中心承压面的中心;3)木桁架支座节点处的上弦轴线和支座反力的作用线上弦轴线和支座反力的作用线,当下弦下弦为方木或板材为方木或板材时,宜与下弦净截面的中心线交汇于一点下弦净截面的中心线交汇于一点;当下弦为原木下弦为原木时,可与下弦毛截面的中心线交汇于一点下弦毛截面的中心线交汇于一点,此时,下弦刻齿处的截面可按下弦刻齿处的截面可按轴心受拉轴心受拉计算计算;4.2.1 齿
3、连接的构造 第8页/共70页4)木桁架支座节点的齿深支座节点的齿深hc不应大于不应大于h/3/3,在中间节点处不应中间节点处不应大于大于h/4/4。此处 h为沿齿深方向的构件截面尺寸;为沿齿深方向的构件截面尺寸;对于方木或板材为截面的高度;对于对于原木原木为削平后的截面高度为削平后的截面高度。同时,对于方木方木齿深不应小于齿深不应小于20mm20mm;对于原木原木不应小于不应小于30mm30mm。5)双齿连接中,第二齿的齿深hc2应比第一齿的齿深hc1至少大20mm,第二齿的齿尖应位于上弦轴线与下弦上表面的交点。单齿和双齿第一齿的剪面长度均不应小于该齿齿深的4.5倍。第9页/共70页6)当采用
4、湿材制作时,还要考虑木材发生端裂的可能性。为此,木桁架支座节点齿连接的剪面长度应比计算值加大50mm。7)木桁架支座节点必须设置保险螺栓、附木(其厚度不小于h/3,h下弦截面的高度)和经过防腐药剂处理的垫木。第10页/共70页 单齿和双齿连接应验算木材的承压、受剪和受拉承压、受剪和受拉强度。1按木材承压验算 式中 N轴心压力设计值(N);fc木材斜纹承压强度设计值(N/mm2);Ac齿的承压面积(mm2),对于双齿连接,取两个齿的承压面面积之和。4.2.1 齿连接承载力计算 齿槽斜纹承压:第11页/共70页原木单齿连接承压面积Ac计算表hc弦杆齿深;腹杆与弦杆之间的夹角;d1受压腹杆在承压面处
5、的直径;bc直径为d的弦杆,当切削深度为hc时的弦长;bc1直径为d1的腹杆,当切削深度为hc1时的弦长;2Ac1直径为d1的腹杆,当两边切削深度为(d1-bc)/2时的弓形面积。第12页/共70页 附图l 当td1时的承压面积第13页/共70页 附图2 当td1时的承压面积第14页/共70页 2按木材受剪验算 V剪面上的剪力设计值(N);fv木材顺纹抗剪强度设计值(N/mm2);lv剪面计算长度,对于单齿不得大于该齿齿深hc的8倍(mm);bv剪面宽度(mm);v考虑沿剪面长度剪应力分布不均匀的强度降低系数。齿槽顺纹受剪:第15页/共70页单齿连接抗剪强度降低系数v值 lv/hc455678
6、10v095089077070064第16页/共70页 Nt受拉杆件的拉力设计值(N);ft木材抗拉强度设计值(N/mm2);An齿根处的净截面面积(mm2),计算中应扣除由于安设保险螺栓、附木等造成的削弱。3按木材受拉验算 齿槽处有较大的截面削弱,要进行受拉净截面强度验算:第17页/共70页桁架支座节点采用齿连接时,必须设置保险螺栓。保险螺保险螺栓应与上弦轴线垂直,栓应与上弦轴线垂直,位于非承压齿面的中央。保险螺栓按受拉承载力验算。4保险螺栓验算 第18页/共70页拉力大小:Na上弦的轴向压设计值(N);上弦与下弦的夹角();Nb保险螺栓所承受的轴向拉力(N);As保险螺栓有效截面积;fs保
7、险螺栓钢材抗拉强度设计值(N/mm2),1.25为强度调整系数。受拉验算:第19页/共70页双齿连结 5双齿连接验算 第20页/共70页 双齿连接验算:木材承压强度承压强度、齿槽顺纹顺纹抗剪强度抗剪强度等 (1)木材承压 承压面面积为两个齿承压面面积之和,按单齿连接公式验算。(2)木材受剪 双齿连接的受剪仅考虑第二齿剪面的工作,按单齿连接验算,并考虑如下条款:1)计算受剪应力时,全部剪力V应由第二齿剪面承受;2)第二齿剪面的计算长度lv的取值,不得大于齿深hc的10倍;3)双齿沿剪面长度剪应力分布不均强度降低系数按下表采用。第21页/共70页 lv/hc67810v1.000930850.71
8、 3)双齿沿剪面长度剪应力分布不均强度降低系数按下表采用。双齿连接抗剪强度降低系数 第22页/共70页4.3 销连接的基本原理优点:优点:紧密性和韧性,制作简单,安全可靠,是木结构中最常用的连接方式。螺栓连接、钉连接、方头螺钉联结、木螺纹连接、木用铆钉连接。对称双剪连接、单剪连接、反对称连接。4.3.1 销连接的形式 第23页/共70页对称双剪(多剪)连接 第24页/共70页单剪连接 第25页/共70页不对称双剪(多剪)连接 第26页/共70页4.3.2 承载力分析基本假定 脆性破坏:(1)端距或顺纹中距不足的木材剪切破坏;(2)销边距不足或行距不足的木材撕裂破坏。延性破坏:(1)销槽承压力不
9、足破坏;(2)销槽挤压变形过大引起的受弯破坏。影响因素:连接方式,构件厚度比a/c,销径比(a/d或c/d)第27页/共70页基本假设:(1)销槽承压和销弯曲为弹塑性变形;(2)屈服模式:承压破坏或受弯破坏;(3)销轴线为直线。第28页/共70页4.3.3 承载力分析 1对称双剪连接 (1)主材c较薄,边材a较厚,销直径d很大时,试件由于中部构件被挤压而破坏Vc按主材构件计算,一个剪面的承载能力;fc木材销槽孔壁承压强度;c、d主材宽度、销直径。第29页/共70页 (2)主材c较厚,边材c较薄,销直径d很大时,试件将由于边材构件被挤压而破坏Va按边部构件计算,一个剪面的承载能力;a、d边材宽度
10、、销直径。第30页/共70页 (3)主材c与边材a均较厚,销直径d很小时,销将会在中部及边部构件中同时发生弯曲破坏呈波浪形,在拼合缝两侧的弯折处都出现了塑性铰。Vmax按销弯曲出现两个塑性铰分析时,每一剪面的最大承载能力;fbs销的抗弯强度;fc销弯曲时木材孔壁承压强度第31页/共70页 (4)主材c较厚,边材a均较薄,销直径d很小时,产生一个塑性铰。Vbs按销弯曲出现一个塑性铰时,一个剪面的承载能力。第32页/共70页销连接的屈服模式屈服于接头的几何特性、木材的销槽承压强度与连接件的屈服弯矩。第33页/共70页破坏特征:构件达到销槽承压强度:主材销槽挤压破坏Im;侧材销槽挤压破坏Is;主材与
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