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第四章装配式木结构4.1装配式木结构概论装配式木结构建筑介绍1.装配式木结构的定义装配式木结构建筑是指建筑结构系统由木结构承重构件组成的装配式建筑。2.装配式木结构的特点木结构特点有取材方便、加工简便、自重较轻、便于运输和装拆等。木材作为一种传统的建筑材料，具有以下几个方面的优势：（1）木材资源被视为一种典型的可再生自然资源，其可持续性在于通过科学管理和种植策略，确保树木和植被能够在一个光照充足的环境中实现有序的生命周期。伴随现代林业及木材加工技术的进步，不仅降低传统木材作为建材的消耗速度，也显著缩短了林业资源的再生周期。
第四章装配式木结构4.1装配式木结构概论装配式木结构建筑介绍（2）木材是一种绿色环保材料。（3）木材做建筑材料具有质量轻、强度高的特点，并且木材的强度和密度与钢材相比并不逊色。（4）木材因其独特的细胞结构，拥有优异的保温隔热性能。（5）木结构建筑建造方便。木材加工容易，可锯切成各种形状。木结构构件相对轻巧，运输和安装都较容易，尤其对于轻型木结构建筑安装无须大型设备，建造时间大大缩短。（6）木结构建筑美观。（7）木结构在具有较好的防潮构造、合理的防火措施时具有较好的耐久性。
第四章装配式木结构4.1装配式木结构概论装配式木结构建筑介绍木材同样存在着以下一些明显的缺点：（1）木材作为木结构建筑的主要建筑原材料，存在着各向异性和一些天然缺陷。其抗拉和抗压强度存在显著差异，木材的缺陷也会一定程度上影响其作为木结构建筑材料和建筑构件时的承载力（2）木材的有机本质使其容易受到微生物的侵蚀，尤其是木腐菌。（3）虫害，特别是白蚁和甲虫，会对木结构造成严重破坏。（4）木材是一种易燃材料，因此在木结构建筑的设计和建造中，防火安全是一个重要考虑因素。
第四章装配式木结构4.1装配式木结构概论装配式木结构发展概况1.木结构房屋的发展进程在古代中国，木材被广泛用于宫殿、庙宇、园林等建筑。工业革命时期，木结构建筑的设计和施工技术得到了重大改进，新的加工技术和机械设备的应用，使得木材的生产、加工和运输变得更加有效，木结构建筑变得更具经济性和实用性。进入20世纪后半期，随着对环境和可持续性问题的关注加深，木结构建筑因其可再生、环保和节能的特性而受到青睐。现代木结构建筑在设计和施工技术上有了更大的进步，特别是在计算机辅助设计软件和数控机器的应用下，木结构建筑的复杂性和可持续性得到了提高。
第四章装配式木结构4.1装配式木结构概论装配式木结构发展概况2.装配式木结构面临的挑战首先需要转变大众和市场对木房屋的传统观念。其次，为了确保木结构建筑的质量并实现标准化，需要建立一系列的法规和管理方法。这些法规和管理方法应当涵盖从设计、材料选择、施工到验收的全过程。3.装配式木结构的发展趋势（1）创新设计与可持续性：现代木结构建筑将更加注重创新设计和可持续性，通过结合多种材料和技术，以及采用先进的设计方法，来创建更加独特、实用和环保的建筑。（2）数字化与智能化：随着计算机技术和建筑信息模型（BIM）的发展，木结构建筑将更加精确地设计和建造，从而提高建筑的质量和效率。
第四章装配式木结构4.1装配式木结构概论装配式木结构发展概况（3）功能与体验：木结构建筑越来越注重建筑的功能和体验。（4）全球化与多元化：随着建筑业的全球化，木结构建筑将在不同的文化和地理环境中得到更广泛的应用和发展。
第四章装配式木结构4.2装配式木结构材料装配式结构用木材的种类木构件的主要材料可分为天然木材和工程木制品两大类。1.天然木材天然的木材按照结构用材可以分原木、方木、规格材。原木是指树干经砍去枝权去除树皮的圆木。原木径级以梢径计，一般梢径为80-200mm，长度为4-8m。规格材又称为成品材，是指按照特定的尺寸和形状标准生产的木材，这些尺寸和形状已经适应了特定的建筑或制造用途。规格材包括但不限于板材、梁材、柱材等。《木结构设计标准》（GB50005-2017）规定，当仅需满足构造要求时，截面尺寸在±2mm偏差范围内，可视作同类规格材使用目前，规格材主要应用于轻型木结构。
第四章装配式木结构4.2装配式木结构材料装配式结构用木材的种类2.工程木工程木的特点是强度性能可靠性高，相对于传统木质材料强度不明确、可靠性差而言，工程木有明确的强度保证。它能够制成任意大规格的部件，具有好的尺寸稳定性，价格相对较低，重量轻，且具有较高的耐火性能。缺点，与锯材相比，结构用集成材的价格较高。常用工程木产品见下表。层板胶合木由同一方向的几层木板粘合而成、可以用尺寸较小的木料来组建大尺寸结构构件、可被加工成多种尺寸和造型、通常由冷杉、花旗松或云杉制成正交胶合木由多层木材正交叠放胶合而成、不论是横向还是纵向都有很强的承重能力、常被用于建造结构墙和地板、通常由落叶松、云杉或松木制成
第四章装配式木结构4.2装配式木结构材料装配式结构用木材的种类层板销接木通过硬木销钉将软木板材紧密拼接在一起形成的厚板结构、是一种没有金属紧固件或粘合剂的全木质木材产品、常被用于地板和屋顶平台的建造层板钉接木用钉子或螺丝将侧放的厚木板组合而成的结构板、无需专用设备即可生产、常被用于地板和墙面的建造单板层积材由多层薄单板按照一致的纹理方向平行叠放在一起然后用机械压合而成的工程木材、常被用于梁柱的建造平行木片胶合木用胶水将彼此平行的木片连接而成的工程木、常被用于建造承重量大的大跨度梁柱、主要由冷杉、松树或西部铁杉制成
第四章装配式木结构4.2装配式木结构材料木材的物理特性和基本力学性能1.木材的物理特性（1）含水率木材中水分存在的状态主要有三种：自由水，指以游离态存在于木材细胞的胞腔、细胞间隙和纹孔腔这类大毛细管中的水分，包括液态水和细胞腔内水蒸汽两部分。影响到木材重量、燃烧性、渗透性和耐久性。其次是吸着水，指以吸附状态存在于细胞壁中微毛细管的水，即细胞壁微纤丝之间的水分。最后是化合水，指与木材细胞壁物质组成呈牢固的化学结合状态的水。这部分水分含量极少，而且相对稳定。
第四章装配式木结构4.2装配式木结构材料木材的物理特性和基本力学性能木材含水率是指木材中水分的质量与木材干质量的比，并用百分比表示，按下式计算：式中，为含水率（%)；为试样烘干前的质量；为试样烘干后的质量。木材含水率通常用烘干法测定。测量木材含水率的另一个方法是电测法，利用木材电学性质如电阻率、介电常数和损耗因素等与木材含水率的关系，间接测量含水率。①平衡含水率木材的含水率会随着周围空气的相对湿度和温度变化而调整，这种特性被称为吸湿性。吸湿性的本质是空气中水蒸气的压力随湿度和温度的变化。
第四章装配式木结构4.2装配式木结构材料木材的物理特性和基本力学性能②木材纤维的饱和点细胞壁间的吸附水处于饱和状态而细胞腔无自由水时的木材含水率称纤维饱和点。（2）干缩与湿胀当木材含水率低于纤维饱和点时，随着水分的减少，木材会出现干缩现象，导致横截面和长度缩小，总体积也随之减少。用线干缩率来衡量尺寸的变化，用体积干缩率来衡量体积的变化。干缩率分为气干干缩率和全干干缩率，前者指的是木材从超过纤维饱和点的含水率经过自然干燥至平衡含水率时的收缩比例，后者则是指完全干燥至无水分状态时的收缩比例。
第四章装配式木结构4.2装配式木结构材料木材的物理特性和基本力学性能（3）木材的密度木材密度定义为其单位体积内所含物质的质量。木材的密度可以细分为三种木材的密度：气干密度ρw、全干密度ρ0和基本密度ρ。
第四章装配式木结构4.2装配式木结构材料木材的物理特性和基本力学性能2.木材的基本力学性能(1）木材的抗拉性能木材在顺纹方向具有较高的抗拉强度，而在横纹方向的抗拉强度较低。（2）木材的顺纹抗压性能材的抗压强度通常是抗拉强度的40%至50%。（3）木材的抗弯性能在清材弯曲试验中，破坏模式始于受压侧边的纤维失稳和起皱。（4）木材的承压性能木材承压涉及两个构件接触时在其界面上传递负荷的过程。接触面上的应力被称为承压应力，根据承压方向与木纹方向的不同，可分为顺纹承压、横纹承压和斜纹承压.
第四章装配式木结构4.2装配式木结构材料木材的物理特性和基本力学性能■木材承压类型
第四章装配式木结构4.2装配式木结构材料木材的物理特性和基本力学性能横纹受压能力按照承压面积占木材面积进行分类，可以分为全表面承压和局部承压。局部承压又可以分为局部长度和局部宽度的承压。■全表面承压■局部长度承压■局部宽度承压
第四章装配式木结构4.2装配式木结构材料木材的物理特性和基本力学性能在工程应用中,通常采用比例极限作为衡量承压强度的标准。当承压长度不超过200mm时，才能显著提高承压强度，且这种提升与承压长度的相对比例有关。一旦木材总长与承压长度的比值≥3，承压强度将趋于稳定。木材的斜纹承压强度随承压应力的作用方向与木纹的夹角α不同而变化，α=0时为横纹承压强度fc；α=90时为横纹承压强度fc90；α介于中间时，我国《木结构设计标准》用下式计算其斜纹承压强度（α≤100时取fca=fc）:
第四章装配式木结构4.2装配式木结构材料木材的物理特性和基本力学性能（5）木材的抗剪性能木材的受剪形式主要包括顺纹受剪、横纹受剪和成角度受剪。■顺纹受剪■斜纹受剪
第四章装配式木结构4.2装配式木结构材料木材的物理特性和基本力学性能（6）木材的弹性模量木材的弹性模量受到树种和含水率的影响，其中顺纹抗压和顺纹抗拉弹性模量大致相同。抗弯弹性模量的测量结果取决于测试过程中是否考虑了剪切变形的影响。如果测试包含了剪切变形，所得的抗弯弹性模量被称为表观弹性模量；如果没有包含剪切变形，那么它被称为纯弯曲弹性模量。（7）木材的破坏准则要求探讨木材在平面应力状态下的强度问题时，我们引入了破坏准准则的概念。
第四章装配式木结构4.2装配式木结构材料影响结构木材强度的因素1.木材的含水率木材含水率达到纤维饱和点后，其强度和弹性模量不再受含水率影响；而在含水率低于此点时，含水率越低，强度和弹性模量越高。这种影响对抗压和抗弯强度的影响最为显著，对抗剪强度的影响较小，对抗拉强度影响最小。2.木材的缺陷结构木材上的缺陷随机出现，其严重性和分布位置均不同，这直接影响到木材的强度。3.木材的缺陷结构木材上的缺陷随机出现，其严重性和分布位置均不同，这直接影响到木材的强度。
第四章装配式木结构4.2装配式木结构材料影响结构木材强度的因素4.木材尺寸效应木材内部存在亚微观和宏观层面的损伤。荷载分布的形式不同，会对木材构件的强度产生影响，特别是当荷载集中在构件的某些区域。
第四章装配式木结构4.2装配式木结构材料测定木材强度的方法我国现行《木结构设计标准》（GB50005-2017）规定原木和方木（含板材）采用清材小试件的试验结果作为确定结构木材设计强度取值的原始依据。清材是指无木节、纤维走向无倾斜、无开裂等任何缺陷的木材。木材物理力学试验要求采用清材制作顺纹受拉、顺纹受压、受剪和横纹承压等小尺寸的标准试件（clearwood或者smallclearspecimen）。大量的清材小试件试验结果表明，其强度、弹性模量等基本符合正态分布，因此可用正态分布的统计参数来描述它们的特性。大量的足尺试验结果表明，结构木材的强度（拉、压、弯）符合韦伯分布（极值Ⅲ型分布），接近对数正态分布。
第四章装配式木结构4.2装配式木结构材料测定木材强度的方法■清材的尺寸标准
第四章装配式木结构4.2装配式木结构材料木材等级和强度《木结构设计标准》（GB50005-2017）将承重结构用木材分为原木、锯材（方木、板材、规格材）和胶合用材。普通木结构的原木、方木和板材分为Ⅰa、Ⅱa和Ⅲa三级；胶合木构件的材质等级分为Ⅰb、Ⅱb和Ⅲb三级，上述两种木材均可采用目测法分级；轻型木结构用规格材分为目测分级规格材和机械分级规格材，目测分级规格材的材质等级分为Ⅰc、Ⅱc、Ⅲc、Ⅳc、Ⅱc1、Ⅲc1、Ⅳc1七级，机械分级规格材按强度等级分为M10、M14、M18、M22、M26、M30、M35、M40八级。
第四章装配式木结构4.3装配式木结构设计木结构的设计要求和方法1.一般规定（1）我国建造的木结构主要是指有木构架墙、木楼面及木屋面体系构成的居住建筑，由于缺乏建筑经验，目前应用范围主要限值在3层或者3层一下的居住建筑。（2）木结构中所采用的各种材料以及木产品需要符合规定。（3）采用木结构建筑时，应满足当地自然环境和使用环境对建筑物的要求。并应采用可靠措施,防止木结构腐朽和虫蛀,保证结构达到预期的寿命要求。木材用于建筑材料时必须采取可靠的措施防止其腐朽。一般来讲木材腐朽需同时满足四个条件：充足的氧气、适当的温度（20℃左右）、足够的湿度和木材腐朽所需的营养。
第四章装配式木结构4.3装配式木结构设计木结构的设计要求和方法（4）木结构的平面布置宜规则,质量、刚度变化宜均匀。所有构件之间应有可靠的连接和必要的锚固、支撑,保证结构的强度、刚度和良好的整体性。2.设计要求和方法工程计算设计方法设计概念的含义在于结构构件、连接等需按照相关的荷载规范、抗震规范计算所受到的内力，然后通过计算确定构件截面和连接。基于经验的构造设计法设计方法的含义在于当一栋建筑物满足按照构造设计法进行设计的要求时，它的抗侧力就可不必计算，而是利用结构本身具有的抗侧力构造体系来抵抗侧向荷载。
第四章装配式木结构4.3装配式木结构设计正常使用极限状态和木材弹性模量取值1.正常使用极限状态正常使用极限状态采用近似概率法设计，由于它不直接设计结构安全，可以接受较大的失效概率，我国建筑结构可靠度设计统一标准规定可靠指标β为0~1.5,失效概率大致为0.0668~0.5。木结构受弯构件β取为1.5。采用下列极限状态设计表达式：Sd≤CSd——正常使用极限状态下作用组合的效应设计值C——设计对变形、裂缝等规定的相应限值。受弯构件的挠度限值应按照下表的规定采用。
第四章装配式木结构4.3装配式木结构设计正常使用极限状态和木材弹性模量取值项次构件类别挠度限值[ω]1檩条l≤3.3ml/200??l＞3.3ml/2502椽条l/1503吊顶中的受弯构件l/2504楼盖梁和搁栅l/2505墙骨柱墙面为刚性贴面l/360??墙面为柔性贴面l/2506屋盖大梁工业建筑l/120??民用建筑无粉刷吊顶l/180???有粉刷吊顶l/240l为受弯构件的跨度
第四章装配式木结构4.3装配式木结构设计正常使用极限状态和木材弹性模量取值2.木材的弹性模量木材弹性模量是一种材性指标，一般可以在正常使用极限状态下对结构构件变形进行验算。《木结构设计标准》GB50005-2017给出了方木、原木、普通层板胶合木和胶合原木等不同木材的弹性模量木材定级方法不同，其弹性模量的变异系数也会有所差异。一方面，由于原木大多是没有经过锯解加工的，因此保持了木纤维原有的连续性，所以即使是在同等荷载作用效应下，原木檩条的挠度也要比半圆木或方木檩条的小。另一方面，结构所处的工作环境条件对木材弹性模量也会有不同程度的影响，因此弹性模量也会做出相应调整。
第四章装配式木结构4.3装配式木结构设计基于可靠性理论的极限状态设计法1.结构可靠度的概念结构可靠度是结构可靠性的定量指标，它被定义为“结构在规定的时间内，在规定的条件下，完成预期功能的概率”，这个概率称之为“可靠概率”Ps,反之，不能完成预期功能的概率称为“失效概率”Pf,显然Ps+Pf=1。假设结构功能用函数Z来表示，它受结构抗力R和作用效应S控制，若二者均服从正态分布的随机变量，则函数Z可表达为：Z=g(R,S)=R-S当结构处于极限状态时函数为：Z=R-S=0这个式子被称为结构极限状态方程，当Z＜0，结构处于失效状态，不能满足功能要求；Z＞0，结构处于可靠状态。
第四章装配式木结构4.3装配式木结构设计基于可靠性理论的极限状态设计法用抗力与作用效应各自的平均值μr、μs、计算函数Z时其值不是定值，而是落在以平均值μz=μr-μs为中心的。理论上-∞至+∞的区间，但偏离平均值μz越远的取值出现的频数愈少。假定Z取值在0值一下（不包括0）的概率为Pf，则对于正态分布，取值为0的点距平均值μz的距离为βσz。
第四章装配式木结构4.3装配式木结构设计基于可靠性理论的极限状态设计法由式子Z=R-S=0可知，Z＜0为结构处于失效状态，因此这里的即为失效概率。因此，结构在可靠概率1—Pf下，其功能函数取值为：式中β称为可靠指标。由于,由上式可得结构可靠指标的计算公式为：
第四章装配式木结构4.3装配式木结构设计基于可靠性理论的极限状态设计法2.目标可靠度我国《建筑结构可靠度设计统一标准》GB50068，根据国际上可靠指标取值情况，考虑我国国民经济情况和能与前各结构设计规范的安全性相衔接，类比各行业安全事故年发生率，规定了不同安全等级的房屋和结构构件不同破坏性质的结构可靠指标，又称目标可靠度。我国建筑的设计基准周期为50年，对表中规定的失效概率除以50为年失效概率。对于承载力极限状态，如下表所示。
第四章装配式木结构4.4装配式木结构施工技术木结构构件的生产制作要求及方法1.木桁架、木梁的制作（1）木桁架的制作木桁架构建的制作首先要选用符合强度等级和尺寸要求的木材，检查含水率、缺陷等；其次准备所需的连接件，如螺栓、钢板、木钉等以及准备防腐防虫处理所需的材料。下面将详细介绍一下木桁架支座施工的制作要点和内容。①锯锯榫、打眼节点处的承压面必须平整、严密;榫肩应长出5mm，以备拼装时修整上、下弦杆之间在支座节点处(非承压面)宜留空隙，一般约为10mm，腹杆与上下弦杆结合处非承压面)亦宜留10mm的空隙。②接头施工齿连接或构件接头处，不得采用凸凹榫。受压接头的取压面应与构件的轴线垂直锯平，不应用斜搭接头。采用木夹板螺栓连接时，受剪螺栓孔径应不大于螺栓直径1mm，系紧螺栓孔径可大于螺栓直径1~3mm。
第四章装配式木结构4.4装配式木结构施工技术木结构构件的生产制作要求及方法③钢件连接所用钢材的钢号应符合设计要求。钢件的连接均应用电焊，不应用气焊或锻接，当采用闪光对焊时，对焊接头应经过冷拉检验，所有钢件均应除锈，并涂防锈漆。④螺栓连接钢木桁架的圆钢下弦、桁架的主要受拉腹杆(如三角形豪式桁架的中央拉杆和芬克式钢木桁架的斜拉杆等)、受振动荷载的拉杆、直径20mm的拉杆，螺栓必须用双螺母;螺杆伸出螺母的长度不应小于螺栓直径的0.8倍。⑤屋架拼接在平整的地上先放好垫木，把下弦杆在垫木上放稳，然后按照起拱高度将中间垫起，两端固定，再在接头处用夹板和螺栓夹紧。
第四章装配式木结构4.4装配式木结构施工技术木结构构件的生产制作要求及方法（2）木梁的制作施工①木梁宜采用原木、方木或胶合木制作。若有设计经验，也可采用其他木基材制作。②木梁在支座处应设置防止其侧倾的侧向支承和防止其侧向位移的可靠锚固。③当采用方木梁时，其截面高宽比一般不宜大于4，高宽比大于4的木梁应采取保证侧向稳定的必要措施。④当采用胶合木梁时，应符合胶合木梁的有关要求。2.木屋架的制作（1）材料要求①屋架防腐、防火处理应符合设计要求和相关规范规定。
第四章装配式木结构4.4装配式木结构施工技术木结构构件的生产制作要求及方法②屋架木构件所使用的材料应严格把关，构件所使用的木材应根据设计要求确定其树种、材质，必要时应进行抗拉、抗压、抗剪、弹性模量等强度实验，做好含水率测试。（2）技术要求①三角形弦杆人字木屋架采用齿接节点连接，斜杆受压竖杆受拉。屋架内的腹杆（小斜弦杆）必须向内下倾。②梯形屋架多用于大跨度屋面较轻的建筑，上弦杆向外下倾斜，节点构造处理与三角形人字木屋架处理方式基本相同。屋架内节间中间的腹杆（小斜弦杆）通常会以剪刀交叉的形式设置。③屋架间距以3米为宜，最大不应超过4米。屋面望板纵向铺设，檐口与檐枋平齐，外挂封檐板封檐口，其上铺设卷材防水，钉顺水条与挂瓦条。
第四章装配式木结构4.4装配式木结构施工技术木结构构件的生产制作要求及方法④人字屋架的高跨比最低值不应小于1/4，以1/3为宜，梯形屋架高跨比应取1/5为宜。下弦起拱1/150且不小于1/200。一栋房屋中屋架之间应设垂直剪刀支撑、或每隔一间设一组，确保屋架不发生走闪变形。⑤人字屋架上设置天窗不应大于屋架跨度的1/3，天窗立柱应设置在屋架上弦节点之上，天窗高度不宜太高，以满足采光和通风需要为度。⑥单齿及双齿连接构造规定木桁架端节点的齿深应不大于h/3，在中间节点处应不大于h/4。⑦双齿连接中第二齿深h应大于等于（≥）第一齿且不少于2cm，第二齿齿尖应位于上弦轴线与下弦上表面的交点。⑧齿接节点严禁采用帽舌齿和留鼻梁子齿榫，帽舌齿节点极易产生劈裂，鼻梁子齿榫节点会出现一侧受力导致屋架扭曲变形。
第四章装配式木结构4.4装配式木结构施工技术木结构构件的生产制作要求及方法⑨木屋架端点必须设置保险螺栓和经过防腐药剂处理的附木垫木(附木厚度豁口截面不小于h/3桁架端节点处的齿深)。保险螺栓应以上弦轴线垂直，双齿连接宜选用两根直径相同的保险螺栓。⑩人字屋架上弦如需接头屋架每侧不宜多于一个，并不应将其接头设在脊节点两侧或端部的节点内。接头每侧紧固螺栓不得少于2个，其直径按照屋架跨度大小在12~16mm的范围内选择。?受压杆件(小弦杆)不允许拼接，下弦受拉杆件长短拼接只准许有一个对接头，拼接位置适宜设在下弦中间位置，或设置在下弦总长度2/3前后两根应力螺栓相近位置或直接应力螺栓的区位。?下弦受拉杆件对接接头硬木夹板厚应不小于下弦宽度的1/2，宽与下弦高相同，长是宽的6~8倍，上下三分之一之间采用双排螺栓，螺栓排列根据下弦接驳的长短选择两纵行齐列或两纵行错列。
第四章装配式木结构4.4装配式木结构施工技术木结构构件的生产制作要求及方法?在下弦受拉杆件对接接头应采用螺栓平面夹板连接，不允许采用凹凸夹板连接，凹凸夹板连接受剪面齿力不均会产生脆性破坏，同样下弦受拉杆件对接接头不允许采用凹凸拉力接头。?上弦中对顶夹板厚应不小于上弦宽度的1/2，宽为两倍于上弦截面高，长是上弦截面高的4~5倍，两边双螺栓。?屋架跨中腹杆(小斜杆)上端头与上弦杆90°平头齿连接2~25cm深，下端90°对接于中端垫块之上，跨段与跨端腹杆上端头与上弦杆90°平头齿连接2~30cm深，下端90°齿接深度不大于30cm。?竖向应力螺栓三角找平木垫必须采用高强度不易腐朽劈裂的硬杂木，斜上弦檩木托子材质与木垫相同。应力螺栓垂直于下弦上下必须使用双螺母拧紧。严防屋架走闪变形。所有端头节点都应使用扒锔子钉牢。
第四章装配式木结构4.4装配式木结构施工技术木结构构件的生产制作要求及方法?屋架体系采用下架木柱时，木柱与上面屋架结合必须设置双股斜撑加固，斜撑应与上弦、下弦三点相连，上弦连接点设在第一根应力螺栓之上。每间柱与柱之间每隔2~3m应布设一道剪刀支撑。?屋面体系中檩条都不应对头搭接而应采用错位搭接，错搭长度不应小300mm，屋架与檩条应采取有效的锚固措施。?搁栅吊顶的吊挂应垂直于下弦，吊挂吊在木上的吊点位置，应位于木两端1/4抗弯强度效大的区间，不宜吊在檩木中间，防止中间受力过大，造成檩木下垂变形。（3）屋架安装①在搭好承重架子、砌筑好墙体或立好柱子后，采用吊车或吊链把屋架和檩条吊装在承重架子上，屋架使用吊链吊装入位，用墙体预埋螺栓锁扣住梁头，支好临时戗杆与临时拉杆。
第四章装配式木结构4.4装配式木结构施工技术木结构构件的生产制作要求及方法②屋架按照预先弹好的轴线调正，钉上拉杆，然后按照檩木位置错位搭接安装檩木，檩木直顺找平用后，用钉子和螺栓卡子固定好檩条，安装好永久性的开间剪刀戗杆。③屋面铺钉望板。板与板硬边碰缝不宜过紧，适当虚缝，预防室内温差湿度变化时望板收缩膨胀造成屋面拱板拱起变形。④按照挂瓦间距尺寸，在顺水防滑条上钉挂瓦条。挂瓦条应横向平直，上下条与条之间间距一致，且平行尺寸一致。（4）质量标准①屋架采用的木材树种与强度，以及木材含水率、材质缺陷，应符合设计与相关规范的选材标准。
第四章装配式木结构4.4装配式木结构施工技术木结构构件的生产制作要求及方法②屋架起拱位置和高度应与设计要求相符，梁头与墙体结合必须采用垫木，结合部必须采用螺栓锚固。③屋架木构件跨度对接位置、夹板尺寸、齿接节点方式等，都必须按规范标准与设计要求的断面尺寸规格、做法进行施工。④屋架中使用的应力螺栓及其他附件钢材品种、规格应与设计要求相符，焊接质量应符合相关规定，螺纹丝扣质量应符合相关规定，屋架上所使用的钢材杆件都应进行防锈处理。⑤檩木必须错位搭接，搭接长度应不小于300mm。檐边楞木采用对接方式时应斜茬错接，斜茬错接长度不应小于下弦宽度。采用刻口搭在梁头上时，刻口与梁头严实，对接头应使用扒锔子钉拉接牢固。
第四章装配式木结构4.4装配式木结构施工技术木结构构件的生产制作要求及方法⑥屋檐挂檐板不管使用枣核钉拼板或采用单块独板，都应穿抄手带预防卷翘变形。钉装时板头对接必须采用龙凤榫卯接头，不应直茬对接。⑦屋面铺装望板应薄厚一致，无凹包鼓、平整一致，每根条、楞木与望板不可缺钉，铺钉不准许横向一缝或竖向直缝到底，应错位铺钉，错位长度不应少于2个檩档，错位宽度应控制在1000mm~1200mm范围之内。⑧屋架支座及可能受潮的隐蔽部位应有防潮与通风措施，屋面望板铺装应留有定的变形间隙，预防保温房屋中产生冷凝水望板膨胀收缩变形后对屋面结构造成拱胀变形损伤。3.木结构构建的成品保护和注意的问题（1）成品保护①木构件加工制作完成后，运到指定地点分类码放，用苫布苫好，做好防雨、防暴晒措施，以确保下一步立架安装时的质量。
第四章装配式木结构4.4装配式木结构施工技术木结构构件的生产制作要求及方法②木构件加工制作完成后，运输当中应注意轻搬、轻放，不得磕碰损坏榫卯，确保成品质量。③木构件制作加工完成，码放时要分层使用垫木，分层码放。要通风透气，防止出现水汽、腐蚀、长毛现象发生。（2）应注意的问题①木构件加工现场严禁明火、吸烟，消防设施齐备，要按照施工现场消防管理规定做好各种消防预案措施。②木构件加工制作当中应做到活完脚下清。当日工作完成后，锯末、刨花碎木要当日或随时清理干净，预防干活时脚下磕绊出现工伤、质量事故。③加工现场锯末、刨花、碎木等下脚料，应堆放到指定位置。
第四章装配式木结构4.4装配式木结构施工技术木结构构件的连接方式木结构连接形式很多，有特定的木与木的连接，如斗棋、榫卯、齿等；而现代木结构中更多的则是通过钢板及螺栓、钉等将木构件连系起来。木结构常见的连接方法有一下几种：1.榫卯连接榫卯连接是中国古代匠师创造的一种连接方式。其特点是利用木材之间挤压、嵌合将相邻构件联系起来，当结构承受外力时，构件间通过连接传递荷载。榫卯种类很多，形状各异，随连接传力的功能、构件间相对位置、构件间连接的相对角度因素变化，常用的有固定垂直构件的棒卯、梁柱间连接的榫卯、梁与梁连接的榫卵、板与板连接榫卯等几种。
第四章装配式木结构4.4装配式木结构施工技术木结构构件的连接方式■梁柱间榫卯连接
第四章装配式木结构4.4装配式木结构施工技术木结构构件的连接方式2.齿连接齿连接是用于传统的普通木桁架节点的连接方式。将压杆的端头做成齿形，直接抵承于另一杆件的齿槽中，通过木材承压和受剪传力。■齿连接
第四章装配式木结构4.4装配式木结构施工技术木结构构件的连接方式3.螺栓连接和钉连接在木结构中，螺栓和钉的工作原理是相同的。螺栓和钉阻止构件的相对移动，使得孔壁承受挤压，螺栓和钉主要承受剪力。当力较大时，如果螺栓和钉材料的塑性较好，则会弯曲。在螺栓群连接中，即一个节点上有多个螺栓共同工作时，沿受力方向布置的多个螺栓中受力分布是不均匀的，端部螺栓比中间螺栓承受更大的力，螺栓的螺栓群总体承载能力小于单个螺栓的承载力。4.齿板连接齿板是指表面已经处理过的钢板在冲压的作用下形成带齿板，这种板主要用于轻型木结构中桁架节点的连接或受拉杆件的加长。
第四章装配式木结构4.5装配式木结构的防火和防护木结构的防火燃烧三要素是指可燃物、助燃物(氧气)和着火源(或热量、燃点)。控制其中之一就能控制燃烧或达到消防所需的结果。防火的主要目标是降低火灾发生的概率，并限制火灾中人员伤亡和财产损失至可接受的水平。建筑防火概念包括以下几个层次：(1)防止起火。尽量减少发生建筑物内意外起火。(2)监测火灾的发生。为逃生和灭火争取时间。(3)提供逃生通道和时间。减少人员伤亡，建筑设计要考虑便捷充足的防火通道。(4)控制火势蔓延。防火分区和防火间距可以避免火灾扩大。(5)灭火。
第四章装配式木结构4.4装配式木结构施工技术木结构构件的连接方式1.木结构的防火设计结构防火设计采用基于性能的设计方法。对于暴露式木结构一般采用有效残余截面法(最常采用)或强度刚度折减法等计算构件耐火极限。防火分区和防火间隔是对各种木结构建筑都适用的防火要求。（1）防火分区通过防火分区把火势在一定时间内控制在着火的一定区域内。木结构建筑的耐火等级介于《建筑设计防火规范》GB50016中所规定的三级和四级之间，其防火分区和防火间距都按此规定。同层数建筑最大允许长度和防火分区面积不应超过见下表的规定。
第四章装配式木结构4.4装配式木结构施工技术木结构构件的连接方式层数（层）最大允许长度（m）最大允许面积（m2）60600木结构建筑防火墙间每层最大允许长度和面积（2）防火间距防火间距是为了防止火灾在建筑物之间蔓延而在建筑物间留出的防火安全距离。建筑设计防火规范（2018年版）》（GB50016-2014）要求木结构建筑之间、木结构建筑与其他民用建筑之间的防火间距不应小于下表的规定。
第四章装配式木结构4.4装配式木结构施工技术木结构构件的连接方式筑耐火等级或类别一、二级建筑三级建筑木结构建筑四级建筑木结构建筑8.009.0010.0011.00不超过3层的木结构建筑之间及其与其他民用建筑之间的防火间距木结构建筑防火设计主要针对承载力，一般不进行火灾作用时的变形验算。现行国家标准《木结构设计标准》GB50005-2017防火设计内容主要参考美国相关标准（基于容许应设计法）的防火设计，规定:对于木构件，防火设计应采用下列设计表达式：Sk≤RfSk:火灾发生后验算受损木构件的荷载偶然组合的效应设计值，永久荷载和可变荷载均应采用标准值；Rf按耐火极限燃烧后残余木构件的承载力设计值。
第四章装配式木结构4.4装配式木结构施工技术木结构构件的连接方式火灾属于偶然作用，防火设计时应采用作用的偶然组合，对于偶然设计状况可不进行正常使用极限状态和耐久性极限状态设计。当进行承载能力极限状态设计时，对于偶然设计状况，应采用作用的偶然组合，偶然组合的效应设计值Sk可根据《建筑结构荷载规范》GB50009-2012（以下简称《荷载规范》）参考《建筑钢结构防火技术规范》GB51249-2017，应按下列组合值中的最不利值确定：
第四章装配式木结构4.4装配式木结构施工技术木结构构件的连接方式2.构造防火（1）轻型木结构建筑中，下列存在密闭空间的部位应采用连续防火分隔措施：①当层高大于3m时，除每层楼、屋盖处的顶梁板或底梁板可作为竖向防火分隔外，应沿墙高每隔3m在墙骨柱之间设置竖向防火分隔；当层高小于或等于3m时，每层楼、屋盖处的顶梁板或底梁板可作为竖向防火分隔。②楼盖和屋盖内应设置水平防火分隔，且水平分隔区的长度或宽度不应大于20m，分隔面积不应大于300m2。③屋盖、楼盖和吊顶中的水平构件与墙体竖向构件的连接处应设置防火分隔。④楼梯上下第一步踏板与楼盖交接处应设置防火分隔。（2）轻型木结构设置防火分隔时，应注意板材的选用。
第四章装配式木结构4.4装配式木结构施工技术木结构构件的连接方式（3）当管道穿越木墙体时，应采用防火封堵材料对接触面和缝隙进行密实封堵；当管道穿越楼盖或屋盖时，应采用不燃烧性材料对接触面和缝院进行密实封堵。（4）木结构建筑中的各个构件或室内空间需填充吸音、隔热、保温材料时，其材料燃烧性能应为难燃烧材料。（5）当木梁与木桂、木梁与木梁采用金屈连接件连接时，金属连接件的防火构造可采用以下方法；①可将金属连接件嵌入木构件内，固定用的螺栓孔可采用木塞封堵，所有的连接缝可采用防火封堵材料填缝；②金属连接件采用截而不小于40mm的木材作为表面附加防火保护层；③将梁柱连接处包裹在耐火极限为1.00h的墙体中；④采用厚度大于15mm的耐火纸面石膏板在梁和桂连接处进行分隔保护。
第四章装配式木结构4.4装配式木结构施工技术木结构构件的连接方式（6）木结构建筑中配电线路的数设应采用以下防火措施：①电线、电缆直接明敷时应穿金属管或金屈线槽保护，当采用矿物绝缘线路时可直接明敷；②电线、电缆穿越墙体、屋盖或楼盖时，应采用防火封堵材料对其空隙进行封堵。（7）安装在木结构楼盖、尾顶及品顶上的照明灯应采用金属盒体，且应采用不低于所在部位墙伟或楼盖、屋盖耐火极限的石膏板对金属盒体进行分隔保护。
第四章装配式木结构4.4装配式木结构施工技术木结构的防护木材防腐既包括木材防腐朽，也包括木材防虫。一般霉斑和蓝变对木材外观有影响而对其材质没有大的影响，但霉斑和蓝变的木材往往有利于木腐菌的侵害。木结构与人类生活分不开,因为温度和氧气无法排除，一般能采取的物理方法是将木材含水率控制在18%~20%以内使其处于干燥状态，防止木腐菌的侵蚀。1.防水防潮潮气是影响房屋使用寿命的重要因素，木结构构件在加工、运输、施工和使用过程中应采取防水防潮措施。为了防止木结构建筑受潮（包括直接受潮及冷凝受潮而引起木材腐朽或蚁蛀），设计时必须从建筑构造上采用通风的防潮措施，注意保证木构件的含水率经常保持在20%以下。
第四章装配式木结构4.4装配式木结构施工技术木结构的防护在年降雨量高于1000mm的地区，或环境暴露程度很高的木结构建筑应采用防雨幕墙。在外墙防护板和外墙防水膜之间应设置排水通风空气层，其净厚度宜在10mm以上，有效空隙不应低于排水通风空气层总空隙的70%；在木构件和混凝土构件之间应铺设防潮膜。建筑物室内外地坪高差不应小于300mm。当建筑物底层采用木楼盖时，木构件的底部距离室外地坪的高度不应小于300mm。结构建筑屋顶宜采用坡屋顶。屋顶空间宜安装通风孔。通风孔应均匀设置，并应采取防止昆虫或雨水进入的措施。外墙和非通风屋顶的设计应减少蒸汽内部冷凝，并有效促进潮气散发。泛水板向外倾斜的最终坡度不应低于5%。屋顶露台和阳台的地面最终排水坡度不应小于2%。
第四章装配式木结构4.4装配式木结构施工技术木结构的防护木结构的防水防潮措施应按下列规定设置：①当桁架和大梁支承在砌体或混凝土上时，桁架和大梁的支座下应设置防潮层；②桁架、大梁的支座节点或其他承重木构件不应封闭在墙体或保温层内。③支承在砌体或混凝土上的木柱底部应设置垫板，严禁将木柱直接砌入体中，或浇筑在混凝土中。④在木结构隐蔽部位应设置通风孔洞。⑤无地下室的底层木楼盖应架空，并应采取通风防潮措施。
第四章装配式木结构4.4装配式木结构施工技术木结构的防护■桁架支座下设置防潮层■木柱底封口板
第四章装配式木结构4.4装配式木结构施工技术木结构的防护■通风口■底层木楼盖架空和通风防潮措施
第四章装配式木结构4.4装配式木结构施工技术木结构的防护2.防生物危害《木结构设计标准》GB50005-2017中将木结构建筑受生物危害区域根据白蚁和腐朽的危害度划分为Z1-Z4四个区域等级。当木结构施工现场位于白蚁危害区域等级为Z2、Z3和Z4区域内时，木结构建筑的施工应符合以下规定：①施工前应对场地周边的树木和土壤进行白蚁检查和灭蚁工作；②应清除地基中已有的白蚁巢穴和潜在的白蚁栖息地；③地基开挖时应彻底清除树桩、树根和其他埋在土壤里的木材；④所有施工时产生的木模板、废木材、纸质品和其他有机垃圾应在建造过程中和完工后及时清理干净；
第四章装配式木结构4.4装配式木结构施工技术木结构的防护⑤所有进入现场的木材，其他林产品、土壤和绿化用树木，均应进行白蚁检疫，施工时不应采用任何受白蚁感染的材料；⑥应按照设计要求做好防止自蚁的其他各项措施。当木结构建筑位于白蚁危害区城等级为Z3和Z4区域内时，木结构建筑的施工应符合以下规定：①直接与土壤接触的基础和外墙，应采用混凝土和砖石结构；基础和外墙中出现的缝隙宽度不应大于0.3mm。②）当无地下室时，底层地面应采用混凝土结构，并宜采用整浇的混凝土地面。③由地下通往室内的设备电缆缝隙、管道孔缝隙、基础顶面与混凝土地坪之间的缝隙，应采用防白蚁物理屏障或土壤化学屏障进行局部处理。
第四章装配式木结构4.4装配式木结构施工技术木结构的防护④外墙的排水通风空气层开口处必须设置连续的防虫网，防虫网格栅孔径应小于1mm。⑤地基的外排水层或保温隔热层不宜高出室外地坪，否则应作局部防白蚁处理。3.防腐碰到下列情况时，应对木材进行防腐处理：①当承重构件使用马尾松、云南松、湿地松桦木，并位于易腐朽或易遭虫害的地方时，应采用防腐木材；②在白蚁严重危害区域Z4地区，木结构建筑宜采用具有防白蚁功能的防腐处理木材；③直接暴露在户外的木构件、与混凝土构件或砌体直接接触的木构件和支座垫木，以及其他可能发生腐朽或遭白蚁侵害的木构件应进行防腐处理；
第四章装配式木结构4.4装配式木结构施工技术木结构的防护④气候潮湿的地区或特别潮湿的建筑物内，木材的含水率仍会经常处于20%以上，当采用耐腐性差的木材时，必须对全部木构件进行防腐处理。防腐处理要尽可能避免或减少对木材机械强度和力学性质的影响，木材应尽量在防腐处理前进行锯、切、钻、刨等机械加工，然后再进行防腐处理。处理后，经过防腐剂固化和木材干燥后，直接使用，其目的是防止机械加工造成木材内部未被防腐剂渗透的部分暴露出来。现有木材防腐剂大多为复式配方，可抑制、抵抗、毒杀多种有害生物，大致可分为油质类（煤杂酚油等）、油溶性类和水溶性类（铬化砷酸铜CCA、季铵铜ACQ、无机硼类防腐剂等）。目前，水溶性防腐剂季铵铜(ACQ)逐渐取代铬化砷酸铜(CCA)成为市场的主流。
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