仿古木构架榫卯节点承载力计算书

仿古木构架榫卯节点承载力计算书1工程概况某仿古建筑采用传统木构架体系，梁柱节点按透榫构造。柱为圆木，直径240mm；梁为矩形截面，宽×高＝180mm×300mm。木材选用TC13B级杉木。节点承受梁端竖向剪力、弯矩及轴向力，并设置硬木销抵抗风吸力引起的拉力。现依据现行规范对节点及其邻近截面进行承载力验算。2设计依据《木结构设计标准》（GB50005—2017）结构安全等级二级，设计使用年限50年，结构重要性系数γ₀＝1.0材料强度设计值取自GB50005—2017表4.3.1‑3，未计其余调整系数（使用条件、尺寸系数等已隐含于选定树种分组中）3材料参数TC13B木材强度设计值（单位：N/mm²）抗弯强度设计值f顺纹抗剪强度设计值f顺纹承压强度设计值f弹性模量E硬木销材质同梁，顺纹抗剪强度取fv4荷载及内力设计值经结构分析，梁端最不利内力包络值：竖向剪力设计值V弯矩设计值M轴压力设计值Nc风吸力引起的轴向拉力设计值Nt=1.5kN5榫卯节点几何参数采用透榫，节点构造尺寸如下：梁截面宽×高b榫头厚度t榫头高度hten=200mm榫头宽度取梁宽b榫头伸入柱内长度（入柱深）Lten硬木销直径d6承载力验算结合前文确定的几何参数与荷载内力，对透榫节点进行逐项承载力验算，具体如下。6.1榫头顺纹抗剪承载力验算榫头在柱内有两个竖向剪切面，承受梁端剪力，按下式验算：τ符号说明V——剪力设计值（N）hten——榫头高度，此处取Lten——榫头入柱深度，fv——木材顺纹抗剪强度设计值，参数代入V2分步计算(1)受剪总面积A(2)剪应力τ结论τ=0.21N/mm26.2榫头受弯承载力验算榫头根部承受弯矩，按矩形截面受弯构件验算边缘应力：σW符号说明M——弯矩设计值，4.0×tten——榫头厚度，60mmhten——榫头高度，200mmfm——抗弯强度设计值，参数代入Wσ结论σm=10.0N/mm6.3卯口局部承压验算梁端剪力通过榫头底面与卯口底部接触传递，按压应力进行验算：σA符号说明b——梁宽，180mmtten——榫头厚度（即承压面深度），fc——顺纹承压强度设计值，参数代入Aσ结论σc=1.85N/mm6.4硬木销抗剪承载力验算（抗拔）风吸力工况下，轴向拉力全部由硬木销双面剪切承受，验算如下：τA符号说明Nt——拉力设计值，1.5kNd——销钉直径，28mmfv——销钉顺纹抗剪强度设计值，同木材取参数代入Apin双剪总面积2分步计算τ结论τpin=1.22N/mm6.5梁端削弱截面承载力验算梁在榫卯节点处因开榫口，截面削弱为类工字形，需对净截面进行抗弯、抗剪验算。6.5.1净截面几何特性梁全截面：b开孔尺寸：tten=60mm上下翼缘（肩部）厚度：(300-200)/2=50腹板总宽：b净截面惯性矩II净截面模量（中和轴仍位于半高处）W6.5.2抗弯验算σσ满足要求。6.5.3抗剪验算采用规范公式τ计算中和轴以上部分面积矩S：上翼缘面积Af=180×50=9000mm2，其形心至中和轴距离腹板半高面积（腹板宽120，半高100）Aw=120×100=12000mm2，其形心至中和轴距离S参数代入V=20000N，I剪应力计算τ结论τ=0.79N/mm27结论经对透榫节点的榫头顺纹抗剪、受弯、卯口局部承压、硬木销抗拔以及梁端削弱截面的抗弯与抗剪