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木結(jié)構(gòu)按連接方式和截面形狀分為齒連接的原木或方木結(jié)構(gòu),裂環(huán)、齒板或釘連接的板材結(jié)構(gòu)和膠合木結(jié)構(gòu)。齒連接的原木或方木結(jié)構(gòu)以手工操作為主的工地制造的結(jié)構(gòu)。加工簡便,發(fā)展最早,應(yīng)用也最廣。
在中國應(yīng)用最多的也是這種結(jié)構(gòu)形式。原木或帶髓心的方木在干燥過程中,多發(fā)生順紋開裂。當(dāng)裂縫與桁架受拉下弦連接處受剪面重合時(shí),將降低木結(jié)構(gòu)的安全度,甚至導(dǎo)致破壞。故在采用原木或方木結(jié)構(gòu)時(shí),應(yīng)采取可靠措施,盡量減少裂縫對(duì)結(jié)構(gòu)的不利影響。原木和方木截面較大,干燥費(fèi)時(shí),所以制作時(shí)只能采用截面內(nèi)外平均含水率不大于25%的半干材。半干材在安裝后逐漸干燥到與空氣中的相對(duì)濕度平衡時(shí),將產(chǎn)生橫紋干縮,并在節(jié)點(diǎn)處產(chǎn)生的橫紋或斜紋承壓變形偏大,再由于齒連接手工操作的偏差,致使原木或方木結(jié)構(gòu)的變形較大。原木或方木桁架的下弦除了開裂的影響之外,還常因所供應(yīng)的木材質(zhì)量偏低,難以選得符合受拉構(gòu)件材質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)的木材。梁頭挖檁窩時(shí)必須撕鼻子,鼻子寬度為梁寬1、2,高半檁徑,梁的楞角應(yīng)倒?jié)L圓漫楞,滾愣寬度分別為梁寬和高的1、10。為了保證原木或方木結(jié)構(gòu)的安全可靠,在中國大量推廣應(yīng)用鋼材作下弦和拉桿的鋼木桁架。以保證結(jié)構(gòu)的安全可靠,并在一定程度上提高了結(jié)構(gòu)的剛度,減小了變形。
防腐木木屋建造中因?yàn)闆]有產(chǎn)品的尺度和規(guī)范,引發(fā)了一系列題目的:竹子特性--建筑方面的優(yōu)勢
竹子的機(jī)械性能因竹子種類、年齡、氣候因素、含水率和竹莖高度的不同而有所不同。竹子密度一般在500-800 千克/立方米之間。竹子具有很高的強(qiáng)度,尤其抗拉強(qiáng)度。研究表明:竹子強(qiáng)度與木材不相上下,有的竹種強(qiáng)度甚至超過Shorea robusta 和 Tectona grandis(Sattar, 1995)。據(jù)報(bào)道,竹子強(qiáng)度的增長主要出現(xiàn)在3至4年時(shí),此后強(qiáng)度逐漸減少。對(duì)于某些承重結(jié)構(gòu)而言,工程化木制品(如輕型框架桁架、預(yù)制木制工字型擱柵、或其它結(jié)構(gòu)性產(chǎn)品如層積木(LVL)、平行積成木(PSL)和膠合層積木)可能會(huì)用作框架組件。因此,根據(jù)竹子的密度和強(qiáng)度,普遍認(rèn)為竹子的成熟期為3-4年生。竹子的主要機(jī)械性能如下((Purwito 1998):
抗拉強(qiáng)度:1000 - 4000 千克/平方厘米
抗壓強(qiáng)度: 250 - 1000千克/平方厘米
彎曲強(qiáng)度:700 - 3000千克/平方厘米
彈性系數(shù):100000 - 300000千克/立方厘米
值得注意的是:竹子在彎曲強(qiáng)度方面的不足在一定程度上也是一種優(yōu)點(diǎn)。由于竹子纖維的強(qiáng)度較高,如果超過彎曲強(qiáng)度,第,一次開裂時(shí)并不會(huì)象木材一樣徹底折斷。這種特性為維修或更換竹建筑的損壞部分提供了可能性。而且相對(duì)于木材,竹子的彈性能夠抗震竹建筑中得以更好的體現(xiàn),這已經(jīng)在在幾座小型竹建筑中得到證明。許多竹房屋用處理過或天然的竹材來建造,必要時(shí)輔以木材、泥漿、磚塊及混凝土等其它材料,以建造不同風(fēng)格的房屋,并增加其耐用性。竹子相對(duì)于木材的另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)在于沒有輻射,而射線本身會(huì)削弱竹材的機(jī)械性能,因此竹材比木材更容易剪切。
木結(jié)構(gòu)的主要區(qū)別在于:①柱頭直接承檁,無須通過梁傳遞荷載,故比抬梁式承載力高;②落地柱較多,柱距較密;③一縫房架中柱與柱之間由貫穿柱身的穿枋聯(lián)成一個(gè)整體。穿斗式木結(jié)構(gòu)的立柱,沿進(jìn)深方向自前后向中心(脊部)逐漸增高,以構(gòu)成與抬梁式木結(jié)構(gòu)相似的曲線形屋面。在穿斗式木結(jié)構(gòu)中,由于立柱所承受的荷載遠(yuǎn)比抬梁式結(jié)構(gòu)的立柱小,因而柱徑也相應(yīng)縮小,這就發(fā)揮了小直徑木料的作用,不僅用料經(jīng)濟(jì)而且體態(tài)也比較輕盈。但柱徑的縮小加大了柱的長細(xì)比,所以沿柱身要設(shè)置層層穿枋,并借助平行于檁下的牽子和上面鋪裝的閣板,保證柱的軸向穩(wěn)定。因穿枋主要是起聯(lián)系的作用,所以本身尺寸都不大。穿斗式結(jié)構(gòu)也是在兩縫房架之間,安設(shè)檁條組成間。它的不足之處是用料纖細(xì),難于承受厚重屋面的荷載,因而在中國北方很少使用。竹子特性--建筑方面的優(yōu)勢竹子的機(jī)械性能因竹子種類、年齡、氣候因素、含水率和竹莖高度的不同而有所不同。更因落地柱較多,難于構(gòu)成較大的完整空間。為此,在中國南方可以看到另一種做法,即在同一座建筑中,中間用抬梁式結(jié)構(gòu),兩端用穿斗式結(jié)構(gòu),以滿足較大室內(nèi)空間的要求。