木结构的连接

第四章木结构的连接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榫卯连接销连接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。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。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1）承压面应与所连接的压杆轴线垂直；2）单齿连结应使压杆轴线应通过承压面的中心；3）木桁架支座节点处的上弦轴线和支座反力的作用线，当下弦为方木或板材时，宜与下弦净截面的中心线交汇于一点；当下弦为原木时，可与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轴心受拉计算；4.2.1

齿连接的构造

4）木桁架支座节点的齿深hc不应大于h/3，在中间节点处不应大于h/4。此处h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；对于原木为削平后的截面高度。同时，对于方木齿深不应小于20mm；对于原木不应小于30mm。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。6）当采采用湿材制作时，，还要考考虑木材材发生端端裂的可可能性。。为此，，木桁架架支座节点点齿连接的的剪面长度度应比计计算值加加大50mm。7）木桁桁架支座座节点必必须设置保险险螺栓、、附木（其厚度度不小于于h/3，h下弦截面面的高度度）和经经过防腐腐药剂处处理的垫木。单齿和双双齿连接接应验算算木材的的承压、受受剪和受受拉强度。1．按木材承压验算式中N——轴心压力力设计值值（N））；fcα——木材斜纹承压压强度设计计值（N/mm2）；Ac——齿的承压压面积（（mm2），对于双双齿连接接，取两两个齿的的承压面面面积之之和。4.2.1齿连接承承载力计计算齿槽斜纹纹承压：：原木单齿齿连接承承压面积积Ac计算表hc——弦杆杆齿深；；φ——腹杆杆与弦杆杆之间的的夹角；；d1——受压压腹杆在在承压面面处的直直径；bc——直径径为d的弦杆，，当切削削深度为为hc时的弦长长；bc1——直径径为d1的腹杆，，当切削削深度为为hc1时的弦长长；2Ac1——直径径为d1的腹杆，，当两边边切削深深度为(d1-bc)/2时时的弓形形面积。。附图l当t≤d1时的承压压面积附图2当t＞d1时的承压压面积2．按木材受剪验算V——剪面面上的剪剪力设计计值（N）；fv——木材材顺纹抗剪剪强度设计值（（N/mm2）；lv——剪面计算算长度，，对于单单齿不得得大于该该齿齿深深hc的8倍（mm））;bv——剪面面宽度（（mm））；Ψv——考虑虑沿剪面面长度剪剪应力分分布不均均匀的强强度降低低系数。齿槽顺纹纹受剪：：单齿连接接抗剪强强度降低低系数ψv值

lv/hc4．5567810ψv0．950．890．770．700．64—Nt——受拉拉杆件的的拉力设设计值（（N）；；ft——木材材抗拉强强度设计计值（N/mm2）；An——齿根根处的净净截面面面积（mm2），计算算中应扣扣除由于于安设保保险螺栓栓、附木木等造成成的削弱弱。3．按木材受拉验算齿槽处有有较大的的截面削削弱，要要进行受受拉净截截面强度度验算：：桁架支座座节点采采用齿连连接时，，必须设设置保险险螺栓。。保险螺栓栓应与上上弦轴线线垂直，，位于非承承压齿面面的中央央。保险螺栓栓按受拉承载载力验算。4．保险螺栓栓验算拉力大小:Na——上弦弦的轴向向压设计计值（N）；α——上弦弦与下弦弦的夹角角（̊）；Nb——保险险螺栓所所承受的的轴向拉拉力（N）；As——保险螺栓栓有效截截面积；；fs——保险螺栓栓钢材抗抗拉强度度设计值值（N/mm2），1.25为为强度调调整系数数。受拉验算算:双齿连结结5．双齿连接接验算双齿连接接验算：木材承压强度度、齿槽顺纹抗剪强度度等（1）木木材承压压承压面面面积为两个齿承承压面面面积之和和，按单齿齿连接公公式验算算。（2）木木材受剪剪双齿连接接的受剪剪仅考虑虑第二二齿剪剪面的的工作作，按单单齿连连接验验算，，并考考虑如如下条条款：：1）计计算受受剪应应力时时，全部剪剪力V应由第第二齿齿剪面面承受受；2）第第二齿齿剪面面的计计算长长度lv的取值值，不得大大于齿齿深hc的10倍；；3）双双齿沿沿剪面面长度度剪应应力分分布不不均强强度降降低系系数按按下表表采用用。

lv/hc67810ψv1.000．930．850.713）双双齿沿沿剪面面长度度剪应应力分分布不不均强强度降降低系系数按按下表表采用用。双齿连连接抗抗剪强强度降降低系系数4.3销销连接接的基基本原原理优点：：紧密性性和韧韧性，，制作作简单单，安安全可可靠，，是木木结构构中最最常用用的连连接方方式。。螺栓连连接、、钉连连接、、方头头螺钉钉联结结、木木螺纹纹连接接、木木用铆铆钉连连接。。对称双双剪连连接、、单剪剪连接接、反反对称称连接接。4.3.1销连接接的形形式对称双双剪（（多剪剪）连连接单剪连连接不对称称双剪剪（多多剪））连接接4.3.2承载力力分析析基本本假定定脆性破破坏：：（1））端距距或顺顺纹中中距不不足的的木材材剪切切破坏坏；（2）销边边距不不足或或行距距不足足的木木材撕撕裂破破坏。。延性破破坏：：（1）销槽槽承压压力不不足破破坏；；（2）销槽槽挤压压变形形过大大引起起的受受弯破破坏。。影响因素：连接方式式，构件厚厚度比a/c，销径比（（a/d或c/d）基本假设：：（1）销槽槽承压和销销弯曲为弹弹塑性变形形；（2）屈服模式式：承压破破坏或受弯弯破坏；（3）销轴线为为直线。4.3.3承载力分析析1．对称双剪连接（1）主材材c较薄，边材材a较厚，销直直径d很大时，试件由于中部构件被被挤压而破破坏Vc——按主材构件件计算，一一个剪面的的承载能力力；fc——木材销槽孔孔壁承压强强度；c、d——主材宽度、、销直径。。（2）主材c较厚，边材材c较薄，销直直径d很大时，试件将由于于边材构件被挤压压而破坏Va——按边部构件件计算，一一个剪面的的承载能力力；a、d——边材宽度、、销直径。。（3）主材c与边材a均较厚，销销直径d很小时，销将会在中中部及边部部构件中同同时发生弯曲破坏呈波浪形，在拼合缝两侧侧的弯折处处都出现了塑性铰。Vmax——按销弯曲出出现两个塑塑性铰分析析时，每一一剪面的最最大承载能能力；fbs——销的抗弯强强度；fc——销弯曲时木木材孔壁承压强度（4）主材c较厚，边材a均较薄，销销直径d很小时，产产生一个塑塑性铰。Vbs——按销弯曲出出现一个塑塑性铰时，，一个剪面面的承载能能力。4.3.4木构件件材质影响响销连接的屈屈服模式屈屈服于接头头的几何特特性、木材材的销槽承承压强度与与连接件的的屈服弯矩矩。破坏特征：：构件达到销销槽承压强强度：①主主材销槽挤挤压破坏Im；②侧材销槽挤挤压破坏Is；③主材与侧材材销槽同时时挤压破坏坏Ⅱ；构件达到销销的弯曲承承载力，销销弯曲产生生塑性铰：：④侧材主主材中出现现塑性铰，，主材局部部挤压破坏坏，“一铰铰”屈服模模式Ⅲm；⑤主材中中出现塑性性铰，侧材材局部挤压压破坏，““一铰”屈屈服模式Ⅲs；⑥主材与与侧材中都都出现塑性性铰，结合合缝边缘木木材局部挤挤压破坏，，“两铰””屈服模式式Ⅳ。4.4螺螺栓连接和和钉连接4.4.1连接的承载载力按木材和钢钢销破坏的的各种屈服模式进行计算，，取较小者。1．按木材销槽承承压破坏计算模式IsVs=0.7adfes模式ImVm=kcmcdfemVs和Vm——每个螺螺栓每一剪面的承载能力力（N）；a、c——侧材和和主材的厚厚度（mm）；d——螺栓的的直径（mm）；fes、fem——侧材和和主材的销销槽木材承承压设计强强度(N/mm2)；kcm——考虑在在构件厚度度内销槽承承压应力分分布情况的的有效折减减系数；对于双剪连接的主材材（中部构构件）取kcm=0.45；对于单剪连接的主材材（较厚构构件）取kcm=0.3：对于反对称双剪剪连接的主材材（中部构构件）取kcm=0.2：模式IIIs模式IVVbs和Vmax——每个螺螺栓每一剪面的承载能力力（N）；fbs——螺栓的的抗弯强度度设计值（（N/mm2）；kbs——螺栓弯弯曲破坏的的模型系数数。2．按螺栓弯曲破破坏计算Re——主材与与侧材的销销槽木材承承压强度设设计值的比比值。N——由螺栓传递递的构件轴轴向力设计计值（N）：nb——连接中的螺螺栓个数；；nv——每个螺栓的的“剪力面面”数，单单剪取1，，双剪2；；V——每个螺螺栓的每一一“剪力面面”上的螺螺栓承载力力设计值（（N），其值应应取各种屈服服模式中之之最小者。N≤nbnvV3、螺栓或钉连接的承载力计算算连接构件的的厚度达到到一定值后后，可以避避免销槽承承压破坏模模型，即采采用销屈服服模式计算算。螺栓连接和和钉连接中中木构件的的最小厚度度连接形式螺栓连接钉连接d<18mmd>18mm双剪连接c≥5da≥2.5dc≥5da≥4dc≥8da≥4d单剪连接c≥7da≥2.5dc≥7da≥4dc≥10da≥4d在符合最小厚度的条件下，，单根螺栓连接或或钉连接顺纹受力时设计承载力力NV应按下式确确定：NV——螺栓或或钉连接承承载力设计计值（N））；fc——木材顺纹承压强度设设计值（N／mm2）；d——螺栓或或钉的直径径（mm））；kv——螺栓或或钉连接设设计承载力力的计算系系数。螺栓或钉连连接设计承承载力的计计算系数kv连接形式螺栓连接钉连接a/d2.5~345≥646810≥11kv5.56.16.77.57.68.49.110.211.1若螺栓的传传力方向与与构件顺纹纹呈α角时对于钉连接接，可不考考虑斜纹承承压的影响响。斜纹承压时时斜纹承压的的降低系数数ψα值α(°)螺栓直径（mm）121416182022≤10110<α80取线性插入值≥800.840.810.780.750.730.711.螺栓连接两行并列两行错列4.4.2构造要求（1）螺栓栓排列的最最小间距排列形式顺纹横纹端距中距边距中距S0S’0S1S3S2两纵行齐列7d7d3d3.5d两纵行错列10d2.5d（2）当被被连接的受受拉构件采采用湿材制作时，其其顺纹端距S0应加长70mm。（3）当构件成直角角相交，顺纹与作用用力垂直时，螺栓排列的横纹最小边边距S3，在受力边不小于于4.5d；在不受力边不小于2.5d。（4）当采采用钢夹板时，钢夹板板上的端距距取S0＝2d，边距取S3＝1.5d。2.钉连接钉连接的斜斜列布置可采用齐列、错列列或斜列布置。构件被钉穿的厚度a顺纹横纹中距S1端距S0中距S2边距S3齐列错列或斜列a≥10d10d>a>4da=4d15d取插入值25d15d4d3d4d钉排列的最最小间距（1）当钉钉从一面钉钉入中间构构件的深度度不大于该构构件厚度的的2/3时，方才容许从两面面正对钉入入，此时钉的的间距可不不考虑钉子子相互交搭搭的影响。。（2）当钉钉从一面钉钉入中间构构件的深度度大于该构构件厚度的的2/3时，两面面的钉子必必须错位钉钉入，而其其在中间构构件中的间间距S1不小于15d。当两面对钉钉时：4.8齿板连接1-2mm，销连接类类承载力有限限，不能传传递压力用于规格材材的桁架节节点双侧布置，，承载力为为双侧承载载力之和典型齿板齿板连接桁桁架齿板连接桁桁架使用条件：环境条件：不应用于腐蚀蚀、潮湿环环境。工作条件：不应用于传传递压力。齿板由薄钢钢板制成。。生锈将降降低其承载载力与耐久久性。为防防止生锈，，齿板应由由镀锌钢板板制成，考虑到此镀镀锌要求在在腐蚀、潮潮湿环境仍仍然不够，，且我国在在齿板的结结构应用方方面经验不不足，故要要求不能将齿板板用于腐蚀蚀、潮湿环环境。齿板受压承承载力极低低，故不能将齿板板用于传递递压力。齿板用材：制作齿板所所用钢板可可采用Q235碳素结构钢钢，Q345低合金高强强度结构钢钢。质量应符合合国标《碳碳素结构钢钢》GB700、《低合金金高强度结结构钢》GB／T1591规定。有可可靠依据时时也可采用用其他型号号的钢材。。4.4.2齿板连连接的构造造要求构造要求：：（1）齿板板应成对对称设设置于构件连接接节点的两两侧。（2）采用用齿板连接接的构件厚厚度应不小于齿嵌嵌入构件深深度的2倍倍。（3）在与与桁架弦杆杆平行及垂垂直方向，，齿板与弦弦杆的最小小连接尺寸寸以及在腹腹杆轴线方方向齿板与与腹杆的最最小连接尺尺寸应符合合规范规定。齿板与桁架架弦杆、腹腹杆最小连连接尺寸（（mm）施工制作要求：（1）齿板板连接的构构件制作应应在工厂进进行。（2）板齿齿应与构件件表面垂直直。（3）板齿齿嵌入构件件深度应不不小于做板板齿承载力力试验时板板齿嵌入试试件的深度度。（4）齿板板连接处构构件无缺棱棱、木节、、木节孔等等缺陷。（5）拼装装完成后齿齿板无变形形。4.4.3承载力力验算计算内容：：（1）按承载能力极极限状态荷荷载效应的的基本组合合对齿板连接进进行承载能力力极限状态验验算；按正常使用极限限状态荷载效效应的标准组组合对齿板连接进进行板齿的抗抗滑移承载力力验算。（2）承载能力极限限状态验算内容：1）板齿承载载力验算；2）齿板抗拉拉承载力验算算；3）齿板抗剪剪承载力验算算；（3）正常使用极限限状态验算内容：板齿抗抗滑移承载力力验算。1.板齿设计承载力验算板齿承载力验验算公式：N≤Nr＝nrkhA式中nr——齿承载力力设计值（N／mm2）；A——齿板有构件接触的的净面积（mm2）Kh——桁架支座座节点弯矩系系数；Kh=0.85-0.05（（12tanα-2.0）0.65≤Kh≤0.85α——桁架支座座处上、下弦弦间夹角。2.齿板受拉设计承载载力验算N≤Tr=trbt齿板受拉承载载力验算公式式：式中Tr——齿板抗拉拉设计承载力力（N）；tr