木结构的建筑特点是什么?
根据连接方式和截面形状,木结构可分为用齿连接的原木或方形木结构、用裂环、齿板或钉子连接的板式结构和胶合木结构。
齿接原木或方木结构,主要是手工制作的工地。加工简单,发展最早,应用最广。这种结构在中国也是应用最广泛的。在干燥过程中,带髓芯的原木或方木往往会沿纹理开裂。当裂缝与桁架下弦连接的剪切面重合时,会降低木结构的安全性,甚至造成破坏。因此,在使用原木或方木结构时,应采取可靠的措施,尽量减少裂缝对结构的不利影响。圆木和方木横截面大,干燥费时。因此,只有断面内外平均含水率不超过25%的半干木材才能用于生产。当半干木材在安装后逐渐干燥到与空气中的相对湿度平衡时,会产生横纹收缩,接缝处产生的横纹或斜纹受压变形,进而由于人工操作牙连接的偏差,使原木或方木结构产生较大变形。原木或方木桁架的下弦杆除了开裂外,由于供应的木材质量不高,往往很难选择符合受拉构件材料标准的木材。为了保证原木或木结构的安全性和可靠性,我国广泛采用以钢为下弦杆和拉杆的钢木桁架。以保证结构的安全可靠,并在一定程度上提高结构的刚度,减少变形。
由开口环、齿板或钉子连接的板结构是由厚度在10 cm以内的木板组成的结构。板材厚度小,可在短时间内干燥,结构变形小,板材无完整年轮。干燥过程中由切向和径向收缩率不一致引起的翘曲可以通过加压来控制。干燥不均匀引起的内应力很小,即使出现裂缝,也不会因为轻微程度的开裂而影响结构的安全性。
开口环连接的板结构开口环可以传递较大的内力,可用于节点连接和接头连接。裂环可以标准化生产,环槽可以用机器挖,可以使木结构的生产进入工业化生产。开口环由环槽支撑,通过木材剪力连接,其安全性由脆性木材的抗剪强度控制。开口环安装后是隐藏的,不容易检查。因此逐渐被齿板取代。
与齿板相连的板状结构冲压而成的齿板直接用油压机压入木材中,制作简单方便。与开口环连接相比,具有更高的密封性,减少了结构的变形,便于检查。齿板通过大量的齿来分散载荷和传递力,韧性好,比开口环连接更可靠。在国外,常用齿板连接桁架节点和节点。
钉接板结构多在施工现场制作。由于加工方便,可制成弧形桁架等合理的结构形式,在苏联得到广泛应用。中国已用于体育馆、仓库等大跨度屋面结构。由于后期钉连接变形较大,其应用受到一定限制。
胶合木结构包括层压胶合结构和胶合板结构。胶合木结构可以更好地利用木材的优点,克服其缺点,使木材在结构中的应用更加合理,因此在一些技术发达的国家得到了很大的发展,成为木结构的主要形式。多用于大跨度房屋。美国已建成直径为153米、162米和208米的胶合木穹顶。此外,将木材切割成3 ~ 10 mm厚的单板,木纹平行层压,热压成30 ~ 50 mm厚的板材,可用于制作各种构件或结构。致密层胶合木的出现使胶合木结构的应用达到了一个新的高度。如1976建造的跨度为122米的密层胶合木管拱,用于美国爱达荷州立大学足球场的屋顶,上下翼缘采用16层单板胶合的45 mm厚密层胶合木。图为正在吊装的圆柱拱。
螺栓球节点连接的木结构螺栓球节点连接的木结构是2010提出的一种新型木结构,其特点是将木结构与钢结构杂交,以木材为主要材料,以钢结构的螺栓球节点为连接,通过铰接形成空间铰接杆系,从而将木结构的应用领域从传统房屋扩展到大跨度空间结构。这种螺栓球节点木结构连接技术由中国民航大学提出,并于20101057461被中国知识产权局专利局授予发明专利。x),这是木结构研究领域的最新成果。
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