第四章_木结构的连接介绍
浅析木结构节点连接类型及其性能
浅析木结构节点连接类型及其性能摘要:木结构节点连接不仅影响结构的承载力、刚度、延性、稳定性等性能,还对结构合理、安装便捷和建筑美观具有显著影响。
中国古代建筑主要是采用木材之间的相互穿插、搭接和紧扣等连接方式形成受力结构体系,这种榫卯连接形式凸显了木结构独特的建造技术,是我国传统建筑技术的精髓。
随着科技创新和建筑材料的发展,钉连接和螺栓连接等形式被广泛应用于木结构建筑中,这种连接方式是将不同的墙骨柱连接成整体受力。
在此基础上还出现了齿板连接和植筋连接等适用于现代木结构发展的连接类型。
关键词:木结构;节点连接;性能1木结构节点连接类型及其性能1.1榫卯连接谓榫卯连接,是指榫头和卯口相互咬合、相互搭接而成,榫头即木材凸出部分,卯口即木材凹进去部分。
榫卯连接种类繁多,工作性能优良,很多古代木结构一直保存至今,如燕尾榫、馒头榫、箍头榫、管脚榫、直榫、透榫等,在各种连接形式中,梁柱之间的直榫、透榫以及燕尾榫等节点因其构造简单、适用范围广被大量应用。
榫卯连接属于半刚性节点,受力性能介于刚性连接和铰链连接之间,既能承受压力,又能发生一定的转动。
榫卯连接传递荷载主要是依靠榫卯节点之间的相互摩擦、挤压,因此木结构整体受力性能受节点转动刚度的影响,在地震作用下即使产生较大变形也不易产生破坏。
1.2刚性连接1.2.1 钉连接按照受力位置不同可以分为面板钉和骨架钉。
面板钉是由木基结构板(一般为结构胶合板或定向木片板)和骨架(规格材一般为SPF)通过钉节点连接而成,连接性能受到众多因素影响,主要集中在如下几个方面:规格材材料强度、种类、厚度、尺寸和密度,钉子的强度、种类和直径,节点连接方式,加载方式,钉子与规格材的距离等。
骨架钉是由骨架与骨架通过钉节点相互连接而成,用来组成轻型木结构剪力墙的墙骨架。
对轻型木结构骨架钉的研究主要体现在剪力墙上,连接性能影响因素主要集中在墙骨柱材料和覆面板的材料,墙体尺寸,骨架钉节点连接方式等几个方面。
4 木结构的连接.pdfx (1)
木结构中的多种连接形式木结构中连接形式多样,单一结构中也可能用到多种连接:本项目中可见:螺栓、钉连接、铆接等 2All Rights Reserved 重庆大学土木工程学院®4传统木结构连接榫卯连接:木木连接,不用其它连接件及结构胶,中国古建筑的连接方式。
榫卯连接种类较多,主要用到燕尾榫和直榫。
榫卯连接为半刚性连接,抗震性能好,但连接处截面削弱较大,易于成为薄弱环节。
燕尾榫 古代梁柱式木结构采用榫卯连接柱和梁,形成柱架 4.1 木结构常用连接方式和需要注意的问题4.1 木结构常用连接方式和需要注意的问题穿斗式木结构采用:直榫、透榫连接All Rights Reserved重庆大学土木工程学院®54.1 木结构常用连接方式和需要注意的问题斗拱及应县木塔斗拱具有减震隔震的效果,连接柱架及重屋盖斗拱连接实际为多种榫卯连接的集合All Rights Reserved重庆大学土木工程学院®64.1 木结构常用连接方式和需要注意的问题齿连接单齿连接双齿连接传统木桁架节点连接方式,分为单齿及双齿两类All Rights Reserved重庆大学土木工程学院®74.1 木结构常用连接方式和需要注意的问题现代木结构常用的连接件螺栓钉自攻螺丝木结构铆钉裂环剪盘84.1 木结构常用连接方式和需要注意的问题现代木结构常用的连接件承载力比较单个连接由若干个连接件及其它配件组成94.1 木结构常用连接方式和需要注意的问题钉连接:用途广泛、连接方便,可用于轻型木结构剪力墙的连接、桁架连接等钉的类型:圆钉、麻花钉、U型钉等104.1 木结构常用连接方式和需要注意的问题螺栓连接:安装方便,承载力大,合理设计可以实现延性连接。
1112Timber rivet(木结构铆钉或扁钉):扁形,顺木纹方向尺寸小,切断木纹较少;一个连接中使用多而密的铆钉,抗震延性好。
4.1 木结构常用连接方式和需要注意的问题4.1 木结构常用连接方式和需要注意的问题裂环 split ring剪盘 shear plate两者主要作用是增大木材承压面积.裂环开有一道裂口,可以降低约束,防止开裂。
木结构的连接分类
木结构的连接分类huangmin1017 发布于2013-09-13 浏览10人次木材因天然尺寸有限,或结构构造的需要,而用拼合、接长和节点联结等方法,将木料连接成结构和构件。
连接是木结构的关键部位,设计与施工的要求应严格,传力应明确,韧性和紧密性良好,构造简单,检查和制作方便。
常见的连接方法有:榫卯连接中国古代匠师创造的一种连接方式(见中国古代木结构)。
其特点是利用木材承压传力,以简化梁柱连接的构造;利用榫卯嵌合作用,使结构在承受水平外力时,能有一定的适应能力。
因此,这种连接至今仍在中国传统的木结构建筑中得到广泛应用。
其缺点是对木料的受力面积削弱较大,用料不甚经济。
齿连接用于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。
为了提高其可靠性,要求压杆的轴线必须垂直于齿槽的承压面(ɑ—b)并通过其中心。
这样使压杆的垂直分力对齿槽的受剪面(b—C)有压紧作用,提高木材的抗剪强度。
为了防止刻槽过深削弱杆件截面影响杆件承载能力,对于桁架中间节点,应要求齿深(h0)不大于杆件截面高度的1/4;对于桁架支座节点应不大于1/3。
受剪面过短容易撕裂,过长又起不了应有的作用,为此宜将受剪面长度(lv)控制在4~10h范围内。
并应设置保险螺栓,以防受剪面意外剪坏时,可能引起的屋盖结构倒塌。
木结构的连接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,即由于阻止了构件的相对移动,而受到其孔壁木材的挤压,这种挤压还使螺栓和钉受剪与受弯,木材受剪与受劈。
为了充分利用螺栓和钉受弯、木材受挤压的良好韧性,避免因螺栓和钉过粗、排列过密或构件过薄而导致木材剪坏或劈裂。
在构造上对木料的最小厚度、螺栓和钉的最小排列间距已有规定。
键连接有木键和钢键两类。
近些年来,木键已逐渐被淘汰,而为受力性能较好的板销和钢键所代替。
钢键的形式很多,常见的有裂环、剪盘、齿环和齿板等四种。
均可用于木料接长,拼合和节点连接,其承载能力通过试验确定。
木结构的连接
齿连接
受压构件的端头做成齿榫,抵承在另一构件的齿槽内以传递压力的一种连接方式。
齿槽除承受压杆的压力外,并在槽底平面上承受顺纹方向的剪力。
分单齿连接和双齿连接。
一、单齿及双齿连接的构造规定
正确的设计和制造,是提高齿连接质量的重要条件。
齿连接正确的做法如下(图5.1.1、图5.1.2)。
二)螺栓连接和钉连接
榫卯(sǔnmǎo)
榫卯,靠构件相互间的阴阳咬合来连接构件的方法。
河姆渡遗址中发现的榫卯有燕尾榫和企口等多种形式。
不同类型的榫卯被用于受力不同的构件上。
我国古代一些技术高超的工匠可以不用外加铁钉等辅助连接方式,完全靠榫卯就能连接众多木构件,盖起体量巨大的建筑。
榫卯技术充分体现了我国先民卓越的创造力,它不
但是日后成熟的中国古代木构建筑体系的技术关键,也是这一体系区别于世界其他古代建筑体系的重要特点所在。
隼卯连接是传统木结构最典型的连接方法,隼卯节点不用铁钉,不用钢销,通过能工巧匠的刻凿,就能将梁和柱牢固的连接在一起。
木结构的连接方式
木结构的连接方式
木结构的连接方式有多种,包括钉、螺钉、榫卯和胶粘等。
钉连接是最常见的木结构连接方式之一,适用于中小型结构。
钉子可
以通过预先打孔的方式固定在对应的位置上。
钉子通常为尖顶或双顶
且带有花纹,以增加钉子与木材的摩擦力,增强固定效果。
螺钉连接适用于大型结构,螺旋钉可以通过预先打孔的方式固定在对
应的位置上。
螺钉比钉子更坚固,可以承受更大的荷载。
榫卯连接是一种古老的技艺,可以保证传统建筑的美学和结构完整性。
通过将一部分木料雕刻成圆柱形和正方形的榫头和榫口,然后将它们
插入对应的榫口和榫头。
这种连接方式需要高度的木工技能和经验,
因此在现代建筑中很少使用。
胶粘连接是在两块木材之间涂上胶水并将其紧密粘合的一种连接方式。
胶水可以增加两块木材之间的摩擦力和连接强度,因此可以承受更大
的荷载。
这种连接方式在现代建筑中被广泛使用。
综上所述,木结构的连接方式有许多种。
不同的连接方式适用于不同
的结构和要求,并且需要相应的能力和技能来保证结构的可靠性和安全性。
在选择连接方式时,应根据具体情况综合考虑。
木工指南基本连接方式
木工指南基本连接方式木工连接方式是指在木材加工中,将两个或多个木材部件连接在一起以形成稳定且坚固的结构。
连接方式不仅影响到木材的稳固性和耐用性,还直接关系到整体结构的质量和美观度。
下面是一些常见的木工连接方式:1.榫卯连接:榫卯连接是最常见的一种木工连接方式,也是最稳固的连接方式之一、通过将一个木材部件的榫头与另一个木材部件的卯槽相互嵌套,然后使用胶水或钉子固定,以实现连接。
这种连接方式适用于制作家具、木门、窗框等,具有较强的抗压性和抗拉性。
2.榫头半插连接:榫头半插连接是一种强固的连接方式,主要用于连接两个木材部件的端面。
通过将一个木材部件的榫头嵌入另一个木材部件的半插榫槽中,并使用胶水或钉子固定,来达到连接的目的。
这种连接方式适用于制作桌椅、床架等家具。
3.钉子连接:钉子连接是一种简单且常用的木工连接方式。
通过使用钉子将两个木材部件固定在一起,来实现连接。
在使用钉子连接时,通常需要先钻孔,然后用锤子将钉子敲入孔内,以增加连接的稳固性。
这种连接方式适用于轻负荷和不要求高度稳固的木工构造,如制作木箱、展示架等。
4.螺丝连接:螺丝连接比钉子连接更牢固和稳定。
通过使用螺丝将两个木材部件连接在一起,可以提供更好的抗拉和抗剪强度。
在螺丝连接时,通常需要先钻孔,然后使用螺丝扳手将螺丝拧入孔内,以增加连接的稳固性。
这种连接方式适用于承载较大负荷和要求较高稳固性的木工构造,如楼梯、桥梁等。
5.榫卯搭接连接:榫卯搭接连接是一种简单而有效的连接方式。
通过将两个木材部件的榫头和卯槽互相搭接,然后使用胶水或螺丝固定,以实现连接。
这种连接方式适用于制作木地板、天花板等,能够提供较好的整体稳定性和美观度。
6.锯齿连接:锯齿连接是一种相对简单但较为牢固的连接方式。
通过在两个木材部件的接缝处制作一系列相互交叉的锯齿形状,然后使用胶水或螺丝固定,以实现连接。
这种连接方式适用于制作木板拼接、镶嵌等。
7.榫咬连接:榫咬连接是一种简单而稳固的连接方式,适用于连接较小的木材部件。
木结构建筑构体交接处的特点
木结构建筑构体交接处的特点
木结构房子在搭建的时候,各个部分怎么连在一起,这里面可有大学问。
我给你简单说说几个有意思的地方:
老祖宗的智慧:以前盖木屋,师傅们不用钉子,全靠木头之间的“榫卯”来卡紧,就像拼积木一样,一块木头凸出来的地方正好嵌进另一块木头的凹槽里,严丝合缝,特结实。
现代科技帮忙:现在呢,除了传统的手艺,还会用上金属扣件、螺丝、胶水这些,让房子更牢固,有的地方还会用铁片加固,确保屋顶和柱子牢牢绑在一起。
复杂的关节设计:木头房子的关节设计得很讲究,因为要考虑到承重、防震,还得照顾到木头爱变形的天性。
设计师得像解谜一样,确保每个连接点既强壮又能弯曲一点,遇到地震也不怕。
防腐防火要做足:木头最怕虫蛀和火烧,所以在连接的地方,工匠们会特别处理,比如用药水泡一泡防虫,或者涂上防火涂料,包上防火材料,就像给木头穿上了保护衣。
呼吸和排水:为了让木头不发霉,设计时会让空气流通,雨水也能顺利排走,这样木头就能保持干爽,不容易坏。
修修补补也容易:聪明的设计还包括考虑到将来维修,连接的地方要方便检查,万一哪块木头不行了,换起来也不麻烦。
总之,木结构建筑在连接处的设计,既保留了传统的巧妙,又融合了现代技术,让房子既结实又好看,还方便保养。
装配式木结构建筑的连接方式
装配式木结构建筑的连接方式装配式木结构建筑的连接方式,听起来是不是有点儿高大上?它就是把木头像积木一样拼装起来,只不过这里用的“积木”可是比你小时候玩的更加结实、耐用,还能把“拼装”做得既科学又有艺术感。
想象一下,你家楼下的那栋房子不是砖头钢筋堆砌的,而是木头块一块一块巧妙地拼接成的。
是不是感觉一下子走进了森林的怀抱?这种建筑方式在近年来越来越受欢迎,毕竟木结构不仅环保、节能,还能给人一种亲近自然的舒适感。
不过,说到这些木头怎么“搭档”的,那就得好好聊聊它的连接方式了。
说到木结构建筑,最关键的一点就是木材和木材之间的连接。
大家可以想象一下,你一块木板上面有个小洞,另一块木板也有一个小洞,把这两个洞对准,插上一根木钉或者把它们钩在一起,形成一个稳定的连接点。
这就是最原始的木结构连接法。
听起来是不是挺简单?但实际操作起来可没有那么容易,尤其是当你要建一个像样的房子时,光靠这些小小的连接可不行,得有点儿“高招”。
有一种常见的连接方式叫做“榫卯连接”。
你有没有见过那些老式的木屋,门窗、柱梁之间的连接看起来好像没有钉子或者螺丝钉,但就是牢牢地固定住了?这就是榫卯的魔力。
它通过在木板上切割出不同形状的“榫头”和“卯眼”,让木板之间无缝对接。
想象一下,两个木头小伙伴手拉着手,互相紧紧抱住。
别看它们没有螺丝钉,实际上这种连接方式在木结构建筑中可是十分牢固的,基本不会因为外界环境变化而松动。
不过,这种连接方式可是需要一点“技巧”的,你得精确地计算好每一寸的尺寸,否则,稍有偏差就可能导致结构不稳,甚至出问题。
所以,做这些连接时,像做精密手工活一样,得小心翼翼。
再说说现代一些建筑用的“钢制连接件”。
哎呀,这就有点儿“现代感”了,跟榫卯连接比起来,这种方式可算是技术含量高的了。
它通过使用钢板、钢钉或者钢梁来强化木材之间的连接。
说白了,这就像是给木结构穿上一件“钢铁战衣”,既能保持木头的原始韵味,又能增加抗风抗震能力。
用这种连接方式,木结构建筑的稳定性就大大提高了,尤其适合一些需要抗压或者抗震的高层建筑。
木结构连接的简述
木结构连接的简述谢超 刘伟庆 杨会峰(南京工业大学土木工程学院,南京,210009)摘要:节点设计是木结构的设计的重要环节。
本文介绍了木结构建筑的几种常用节点,阐述了不同连接的传力特点、构造方法,并提出连接设计中应考虑的因素,以期对中国的木结构设计起一定的积极作用。
关键词:木结构连接节点An Overview of Connections in Timber StructureXie Chao Liu Weiqing Yang Huifeng(Nanjing University of Technology,Nanjing,210009,China)Abstract: Connection design in timber structure is one of the most important things in timber structure design. Some common style of the joint including loads bearing systems, the design method are introduced in this paper. Besides those the matters need attentions in design of joints are presented here.Key words: timber structure connection joint1 前言木材作为建筑材料具有重量轻、强度高、美观、加工性能好等特点 ,因此自古以来就受到人们偏爱。
现代木结构房屋更具有绿色、生态、环保、可再生利用等特点,是人类最理想的居住环境。
现代木结构住宅建筑在世界上许多国家己很普遍。
在北美,木结构住宅处于市场主导地位。
75%的人居住在木制房屋里,尤其是高档别墅几乎全部是木制的。
在加拿大,木材工业是国家支柱产业之一,其木结构住宅的工业化、标准化和配套安装技术非常成熟。
木结构的连接方法
木结构的连接方法木结构是指由天然木材组成的结构形式,具有轻质、易加工、绿色环保等特点。
在木结构的施工过程中,连接方法是至关重要的,它直接影响着结构的强度和稳定性。
本文将介绍木结构的几种常见连接方法,包括钉连接、螺栓连接、焊接、粘合、连锁、扣槽、龙骨连接和穿孔。
1. 钉连接钉连接是一种传统的木结构连接方式,它是利用不同长度和规格的钉子将木料固定在一起。
选用的钉子类型有骑马钉、平头钉、椭圆头钉等,其中骑马钉用于连接两根木料的端头,平头钉和椭圆头钉用于固定木料之间的角度。
在钉连接时,要选择与钉子材质相适应的木材,以保证连接的稳固性。
钉子的长度和直径应根据连接的具体情况进行选择。
2. 螺栓连接螺栓连接是一种较为现代化的木结构连接方式,它是利用螺栓将两块或多块木料连接在一起。
选用的螺栓类型有圆柱头螺栓、半圆头螺栓、方头螺栓等,其中圆柱头螺栓和半圆头螺栓比较常见。
在螺栓连接时,要确保螺栓能够穿过木料,并使用螺母拧紧。
螺栓连接具有较好的抗震性能,因此在一些需要承受较大载荷的场合得到广泛应用。
3. 焊接焊接是一种将金属材料连接在一起的工艺方法,在木结构中也可以使用。
在木结构焊接中,通常采用手工电弧焊或气体保护焊。
焊接前,要对木材表面进行清理,并选择合适的焊接方式进行焊接。
焊接完成后,要及时清除焊渣,并对焊接部位进行修整。
4. 粘合粘合是一种利用胶水将木材粘合在一起的连接方式。
选用的胶水应与木材材质相适应,以保证粘合的牢固性。
常见的粘合剂有动物胶、热熔胶和白乳胶等。
在粘合时,要对木材表面进行清理,以保证粘合的牢固性和美观性。
5. 连锁连锁是一种利用木材相互咬合的连接方式,它通常用于制造木制家具的腿部或支架等部位。
在连锁时,要将两块木材的端部削成相应的形状,使其能够相互咬合。
这种连接方式具有较好的承载能力和抗震性能,同时也能增加结构的美观性和稳定性。
6. 扣槽扣槽是一种将木材相互嵌套的连接方式,它通常用于制造门窗框等部位。
木作的基本结合方法
⽊作的基本结合⽅法⽊作的基本结合⽅法⼀、榫结合⽊⼯需要通过⽊构件之间孔洞与突出物相互穿插,形成⼀定的结构物,这种⽅式叫做榫结合。
榫结合的结合⼒强,结合灵活,故结构物牢固,并且外观美观,是⽊结构中最常⽤的结合形式。
榫结合⼀般总是有榫头和榫眼两个相互对应的单元相匹配⽽成。
各部分的名称如图1所⽰。
图1榫的各部分名称(1)⽊⼯模板施⼯根据榫头的端⾯是否显露分为明榫和暗榫,如图2所⽰。
明榫榫眼穿开,棒头贯通,加榫后结实、牢固,应⽤较⼴泛;暗榫不露榫头、外表较美观,但连接强度较差。
图2明榫和暗榫(2)根据榫头开在构件端⾯上所处的位置分为单肩榫、双肩榫两种,如图3所⽰。
单肩榫受⼒强度⼩于双肩榫,受⼒可能偏⼼,在⽊料厚度不⾜、榫头受⼒不⼤或因装配需要等情况下采⽤单肩榫。
双肩榫榫头在中间,两边都有榫肩,⽐单肩榫牢固。
图3单肩榫和双肩榫(3)根据构件端的榫头数量,分为单榫、双榫与多榫及半榫。
单榫榫头的两端都有肩,以防⽌装配后榫头扭动,⽊制品的榫头⼀般采⽤此类;双榫的强度⽐单榫⾼得多,⼜不易扭动、折断,使⽤于受⼒⼤的部件;多榫是指同⼀构件的端⾯有三个及三个以上的榫头,结合⼒特别强,适⽤于⼤构件的组合;半榫是指把原有的榫头锯掉⼀部分,半榫割去的部分⼀般为榫宽度的2/5~1/2,俗称“破榫”、“减榫”。
各种类型如图4所⽰。
图4榫的种类(4)根据榫头的变形处理,分为⼤⼩榫、两分榫、燕尾榫、圆榫与斜榫等,如图5所⽰。
图5榫的分类(5)根据榫槽顶⾯是否开⼝,分为开⼝榫、闭⼝榫和半闭⼝榫,如图6所⽰。
图6开⼝榫、闭⼝榫和半闭⼝榫⼆、楔结合楔结合在⽊制构件的制作中经常与其他结合⽅法配合使⽤。
1、镶⾓楔结当两板材⾓接时,两板端头锯成45o斜⾓,并在⾓部开斜⾓缺⼝,然后⽤另⼀块三⾓结合板进⾏胶合并加钉紧固,如图1所⽰。
图1镶⾓楔结2、穿楔夹⾓结⽊材穿楔夹⾓结的形式有两种:⼀种是横向穿楔;另⼀种是竖向穿楔。
做法是:先将两块料端头割成45o,开槽后穿楔,如图8所⽰。
竹木结构连接简述
竹木结构连接简述竹木材料是屈指可数的负碳排建筑材料,竹木结构建筑集绿色环保、轻质高强、耐火抗震、易加工建造等优势于一身,是当代建筑行业的新趋势。
现代竹木结构技术发展日新月异,除常见的低层建筑和园林小品外,越来越向大跨、多高层等建筑方向发展。
完全装配式的建造方式使得连接节点成为实现高度和跨越跨度的关键。
本文主要介绍竹木结构常用的节点类型。
01绑扎连接在古代,人类对工具的使用尚不成熟,但这并不影响他们创造出舒适的庇所。
他们选用柔韧性极好的藤条,将原木/原竹搭接后绑扎,这便是竹木结构最原始的连接形式——绑扎连接。
绑扎连接在人类早期建筑中应用极广,例如著名画作《清明上河图》中建于北宋时期的汴河虹桥,桥面系采用短木互承的结构形式实现大跨度跨越(后称编木拱、叠梁拱或贯木拱)。
其中互承的节点便是采用榫卯连接与绑扎连接结合的方式。
同一时期江浙一带闻名于世的廊桥,多数也采用这种连接方式,至今仍有数座保存完好。
现如今,绑扎连接依然被广泛应用,例如以原竹为主要结构构件的建筑。
▲原竹绑扎节点▲绑扎连接的原竹结构02榫卯连接榫卯连接是木结构连接中的经典之作,更是中国古建筑的重要结构特色,它一般是指在木料上分别开榫头和卯眼/口,通过构件相互咬合形成结构的连接形式。
▲常见榫卯类型▲中国古建中的榫卯▲榫卯连接在现代木结构中的应用谈及榫卯连接,不得不提位于山西应县的佛宫寺释迦塔(应县木塔) ,它竣工于1056年,主要连接方式为榫卯连接,历经千年多次遭遇强震甚至战乱炮轰,仍然屹立不倒,常被称作“斗拱博物馆”。
缥缈层檐凤翼张,南山相望郁苍苍,七重宝树围金界,十色雯华拥画梁。
金元时期大诗人元好问曾以此诗句盛赞。
▲应县木塔整体及细部构造榫卯连接是一种半刚性节点,节点刚度介于铰接和刚接之间。
无论是拉压、剪切还是转动工况下,节点均有一定变形能力,因此以榫卯连接的结构是不同于当代建筑排架、刚架或框架的一种柔性结构体。
榫卯结构不仅可承受较大的竖向荷载,而且在地震作用下可以通过自身连接所产生的变形耗散大量能量,有效降低地震响应。
木料连接的三种方法
木料连接的三种方法木料连接是制作木制家具或其他木制品时常用的方法之一、选择适当的连接方法可以确保结构稳固、坚固,并且能够满足特定的设计需求。
下面将详细介绍木料连接的三种常见方法:榫卯连接、螺栓连接和胶水连接。
榫卯连接是一种古老且广泛应用的连接方法。
它通过在两个木料上切割出特定形状的榫和卯,然后将它们相互配合来实现结构的连接。
榫和卯的形状可以有很多种,如方形、圆形、台形等。
这种连接方式通常需要用到锯、刨、凿等工具,所以在制作过程中需要有相当的技术,也需要灵巧和精确的操作。
榫卯连接的优点是连接紧密,结构牢固,并且可以分解和重复使用。
但也存在一些不足之处,如连接部位对于拉伸力的承载能力较弱,所以在压力大的结构中应避免使用。
螺栓连接是一种常用的金属连接方法,在木料连接中也得到了广泛应用。
这种连接方式通过在连接部位钻孔,并使用螺栓和螺母将两块木料固定在一起。
螺栓连接具有很好的强度和可调性,可以根据实际需要选择合适的螺栓规格。
它适用于连接较粗大、需承受较大力的木料,如梁柱等结构。
螺栓连接的优点是连接坚固,易于拆卸和更换,适用于多次重复使用。
但螺栓连接也有一些不足之处,如连接部位需要预先钻孔,增加了制作的复杂度,并且在外观上不如榫卯连接美观。
胶水连接是一种用胶水将两块木料粘合在一起的方法。
这种连接方式简单、快捷,并且可以在连接部位形成均匀、充分的粘合力。
胶水连接适用于一些要求外观漂亮的家具,因为胶水连接可以隐藏连接处,从而使制作出来的家具看起来更为整洁。
胶水连接的优点是连接快速简单,无需复杂的加工工具和技术。
但胶水连接也有一些不足之处,如胶水的强度受到环境温度、湿度等因素的影响,而且胶水连接无法拆卸,所以一旦连接完成后就无法进行修改和调整。
综上所述,榫卯连接、螺栓连接和胶水连接是木料连接中常见的三种方法。
每种连接方式都具有自己的特点和适用范围,选择合适的连接方式可以确保木制品的结构稳固、坚固,并且能够满足设计需求。
实木结构家具及其连接方式介绍
家具的结构尤如人的骨骼,是支承家具形态与实现家具有用性的关健,它不仅包括采用各种科学、美观、现实可行的方法将家具的各零部件组合在一起,使其具有承受外力、坚固耐用的功能,还包括通过不同的结构使家具造型焕发出不同艺术美感的功能.因而就其本质而言,结构设计既是一门技术也是一门艺术,是人类在长期社会实践过程中思维活动的结晶。
它既可报据不同的材料适材而定,也可在各种相同的材料之中选择不同的连接方式,是家具实现使用功能与展现不同气质的重要环节。
常用类型有实木结构、板式结构、装配结构、折叠结构、薄壳结构、软体结构,接下来的几篇文章里就有西安装修网小编给大家不断介绍,首先给大家介绍下实木结构家具及其连接方式。
实木家具是家具历史中最为悠久的一种结构,其零部件的组合方式主要是利用木料经锯、刨、车、铣、钻、磨等工艺的处理而加工成形,采用榫结合、胶结合、各类钉结合和连接件接合的方式进行结合的,其中以榫卯结构最为典型。
下面是具体介绍:第一:榫接合结构榫接合是指在木料上进行各种加工,利用木料本身的材质性状,将要进行咬合的各木制部件的两头处理成榫头和榫眼的形式,彼此相互嵌套,进行固定的接合方式。
榫的形式多种多样,通常什么样的榫头就该配有什么样的榫眼,而且大小尺度丝丝人扣,不可失之毫厘。
具有能使家具零部件浑然一体、经久耐用的优点,但其加工难度大、生产效率低的缺点,也是造成目前实木家具制作过程中常用榫型简化,一些特殊榫型不多见的重要原因。
这些常用榫型按形状分主要有:直角榫、圆榫、燕尾榫、椭圆榫。
按榫头的数量分主要有:单榫、双榫、多头榫.按榫头与榫眼的穿透关系分主要有:明榫、暗榫。
按榫头侧面是否显露榫头来分主要有:开口榫、闭口榫和半闭口榫。
它们以不同的插接方式接合在一起,除了作为实木家具所独有的一种装饰性要素外,根据板材大小及其在实木家具中应用部位的不同,主要还分为以下几种类型:框架结构、嵌板结构、拼板结构.第二:钉接合钉接合是直接运用各种钉子将家具各零部件接合在一起的结合方式,它具有生产效率高、加工容易的优点,但就牢固性而言,其往往及不过榫接合,通常会因家具使用年限的增长、钉子的反复拔启、材料热胀冷绷的变化、钉身氧化与老化等因素的影响,造成家具结构的松动及使用年限的编短。
第四章 木结构桥梁制作-桥梁欣赏与模型制作
第四章 木结构桥梁制作细细竹签细细编,世间乾坤尽展现。
用细木条作为材料制作模型简单方便而实用。
木结构模型的制作是有趣而有用的,相信通过前面的桥梁欣赏和力学结构分析,同学们肯定很有兴致,想亲手去尝试模型的制作了,接下来就让我们一起来学习桥模制作吧!590桥梁欣赏与模型制作第一节 材料与设计一、主要材料木条,规格2畅5mm×2畅5mm×550mm,12根(由桥协提供)。
其他材料由自己准备,有直尺、美工刀、502胶水、夹子、坐标纸等(图4‐1)。
图4‐1 主要材料二、图纸设计1.桥体的受力分析———绘制设计图纸的前提桥的立体效果图可视为四棱台(如图4‐2),桥的组成:正面,梯形DCGH,背面,梯形ABFE;顶部,四方形ABCD,底部,四边形EFGH;左侧面,长方形ADHE,右侧面,长方形BCGF。
桥身质量:不得超过22g。
承重台规格:80mm×80mm白色正方形,正中心处镂空。
测试间距:桌与桌之间400mm。
根据正面横截面又称之为梯形桥。
比赛时采用悬空承重测试,白色放置台承受的压重力会沿着四棱台的四条棱AE、DH、BF、CG将重力分解为向外的力f1、f2、f3、f4和垂直向下的力f5。
由此,可设计合理的图纸。
690第四章 木结构桥梁制作图4‐2 桥的立体效果2.合理化设计原理———制作承重桥梁的前提(1)重力是否合理传导到桌子上?正因为悬空测量,顶部的压力往往会向下传递到梯形底部的四个顶点E、F、G、H,所以四个底角的顶点必须牢固。
常见的设计如图4‐3、图4‐4所示。
图4‐3 三条平行线正面底角 图4‐4 斜三角形汇聚一点底角分析:图4‐3中梯形的底角采用正面三条平衡线,与梯形下底交叉为H1、H2、H3彼此独立分开存在,并没有汇聚一点H,能平行传递,但缺少三角形稳定性。
图4‐4中梯形的底角采用斜三角形,H1、H2、H3慢慢向底角的顶点H集中,最后交汇在顶点H处,这样设计具有三角形稳定性特点。
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单齿连结
双齿连结
• 4.2.1 齿连接的构造
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;
螺栓或钉连接设计承载力的计算系数kv
连接 形式
螺 栓 连 接
2.5~3 5.5 4 6.1 5 6.7 ≥6 7.5 4 7.6 6
钉
连
8 9.1
接
10 10.2 ≥11 11.1
a/d kv
8.4
斜纹承压时
若螺栓的传力方向与构件顺纹呈α角时
NV nkv d 2 α f c
对于钉连接,可不考虑斜纹承压的影响。
• 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 单齿连接:承载力低,制作简单,优先采用 双齿连接:承载力高
Vmax 0.443d
2
f bs fc
Vmax——按销弯曲出现两个塑性铰分析时 ,每一剪面的最大承载能力;
fbs——销的抗弯强度;
fc——销弯曲时木材孔壁承压强度
(4)主材c较厚,边材a均较薄,销直 径d很小时,产生一个塑性铰。
Vbs 0.3d 2 f bs fc 0.09a 2 fc fc / f bs
Vbs——按销弯曲出现一个塑性铰 时,一个剪面的承载能力。
• 4.3.4 木构件材质影响
销连接的屈服模式 屈服于接头的几何 特性、木材的销槽 承压强度与连接件 的屈服弯矩。
破坏特征: • 构件达到销槽承压强度:①主材销槽挤压破坏Im;②侧材 销槽挤压破坏Is;③主材与侧材销槽同时挤压破坏Ⅱ; • 构件达到销的弯曲承载力,销弯曲产生塑性铰:④侧材 主材中出现塑性铰,主材局部挤压破坏,“一铰”屈服 模式Ⅲm;⑤主材中出现塑性铰,侧材局部挤压破坏, “一铰”屈服模式Ⅲs;⑥主材与侧材中都出现塑性铰, 结合缝边缘木材局部挤压破坏,“两铰”屈服模式Ⅳ。
4.保险螺栓验算
桁架支座节点采用齿连接时,必须设置保险螺栓。保险螺 栓应与上弦轴线垂直,位于非承压齿面的中央。
保险螺栓按受拉承载力验算。
拉力大小: 受拉验算:
Nb Na tan( 60 )
Nb 1.25 f s As
Na——上弦的轴向压设计值(N); α——上弦与下弦的夹角( ̊ );
f cm Re f es
0.303Re d 2 f bs 2 kbs 0.541 R e 0.459 Re 0.541Re 2 a f es
3、螺栓或钉连接的承载力计算 N≤nbnvV
N——由螺栓传递的构件轴向力设计值(N): nb——连接中的螺栓个数;
nv——每个螺栓的“剪力面”数,单剪取1,双剪2;
lv/hc ψv
4.5 0.95
5 0.89
6 0.77
7 0.70
8 0.64
10 —
3.按木材受拉验算
齿槽处有较大的截面削弱,要 进行受拉净截面强度验算:
Nt ft An
Nt——受拉杆件的拉力设计值(N); ft——木材抗拉强度设计值(N/mm2);
An——齿根处的净截面面积(mm2),计算中应扣 除由于安设保险螺栓、附木等造成的削弱。
4.4 螺栓连接和钉连接
• 4.4.1 连接的承载力
按木材和钢销破坏的各种屈服模式进行计算,取较小者。
1.按木材销槽承压破坏计算
模式Is Vs=0.7adfes
模式Im
Vm=kcmcdfem
Vs和Vm——每个螺栓每一剪面的承载能力(N); a、c——侧材和主材的厚度(mm); d——螺栓的直径(mm);
c、d——主材宽度、销直径。
(2)主材c较厚,边材c较薄,销直径 d很大时,试件将由于边材构件被挤压 而破坏
Va adfcs
Va——按边部构件计算,一个剪面的 承载能力; a、d——边材宽度、销直径。
(3)主材c与边材a均较厚,销直径d 很小时,销将会在中部及边部构件中 同时发生弯曲破坏呈波浪形,在拼合 缝两侧的弯折处都出现了塑性铰。
V——每个螺栓的每一“剪力面”上的螺栓承载力设计 值(N),其值应取各种屈服模式中之最小者。
连接构件的厚度达到一定值后,可以避免销槽承压破坏模 型,即采用销屈服模式计算。
螺栓连接和钉连接中木构件的最小厚度
连 接 形 式
螺 d<18mm
栓
连
接 d>18mm
钉 连 接
双剪 连 接
单剪连接
c≥5d a≥2.5d
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
节点连接 按功能 接长 拼接 榫卯连接 齿连接 销连接 键连接 胶连接 植筋连接 承拉连接
按方式
• 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。
fes、fem——侧材和主材的销槽木材承压设计强度 (N/mm2); kcm——考虑在构件厚度内销槽承压应力分布情况的有效折 减系数; 对于双剪连接的主材(中部构件)取kcm=0.45; 对于单剪连接的主材(较厚构件)取kcm =0.3: 对于反对称双剪连接的主材(中部构件)取kcm =0.2:
2.按螺栓弯曲破坏计算
端距
S’0
中距
S1 7d
边距
S3
中距
S2 3.5d
3d 2.5d
(2)当被连接的受拉构件采用湿材制作时,其顺纹端 距S0应加长70mm。
(3)当构件成直角相交,
顺纹与作用力垂直时,螺栓 排列的横纹最小边距S3,在受 力边不小于4.5d;在不受力边 不小于2.5d。 (4)当采用钢夹板时,钢夹板上的端距取S0=2d,边 距取S3=1.5d。
3)双齿沿剪面长度剪应力分布不均强度降低系数按下表采用。
双齿连接抗剪强度降低系数
lv/hc ψv
6 1.00
7 0.93
8 0.85
10 0.71
4.3 销连接的基本原理
优点:紧密性和韧性,制作简单,安全可靠,是木结构中最常 用的连接方式。
螺栓连接、钉连接、方头螺钉联结、木螺纹连接、木用铆钉连 接。
斜纹承压的降低系数ψα值 螺 栓
α(°) ≤10 10<α80 ≥80 0.84 0.81 0.78
直
径(mm)
18
1
12
14
16
20
22
取线性插入值 0.75 0.73 0.71
• 4.4.2 构造要求
1. 螺栓连接
两行并列
两行错列
(1)螺栓排列的最小间距
顺 排 列 形 式 S0 两纵行齐列 7d 两纵行错列 10d 纹 横 纹
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。
模式IIIs 模式IV
kbs adf es Vbs 1 0.541Re
Vmax 0.443d
2
2 Re f bs f es (1 Re )
Vbs和Vmax——每个螺栓每一剪面的承载能力(N);
fbs——螺栓的抗弯强度设计值(N/mm2); kbs——螺栓弯曲破坏的模型系数。
Re——主材与侧材的销槽木材承压强度设计值的比值。
基本假设:
(1)销槽承压和销弯曲为弹塑性变形; (2)屈服模式:承压破坏或受弯破坏; (3)销轴线为直线。
• 4.3.3 承载力分析
1.对称双剪连接
(1)主材c较薄,边材a较厚,销直径
d很大时,试件由于中部构件被挤压而 破坏
Vc 0.5cdfc
Vc——按主材构件计算,一个剪面的 承载能力;
fc——木材销槽孔壁承压强度;
d1——受压腹杆在承压面处的直径; bc——直径为d的弦杆,当切削深度为hc时的弦长;
bc1——直径为d1的腹杆,当切削深度为hc1时的弦长;
2Ac1——直径为d1的腹杆,当两边切削深度为(d1-bc)/2 时的弓形面积。
附图l 当t≤d1时的承压面积
附图2 当t>d1时的承压面积
2.按木材受剪验算
4.8 齿板连接
• 1-2mm,销连接类 • 承载力有限,不能传递压力 • 用于规格材的桁架节点 • 双侧布置,承载力为双侧承载力接桁架
使用条件:
环境条件:不应用于腐蚀、潮湿环境。
工作条件:不应用于传递压力。
齿板由薄钢板制成。生锈将降低其承载力与耐久性。为 防止生锈,齿板应由镀锌钢板制成,考虑到此镀锌要求在 腐蚀、潮湿环境仍然不够,且我国在齿板的结构应用方面 经验不足,故要求不能将齿板用于腐蚀、潮湿环境。 齿板受压承载力极低,故不能将齿板用于传递压力。
齿槽顺纹受剪:
V v fv lvbv
V——剪面上的剪力设计值(N); fv——木材顺纹抗剪强度设计值(N/mm2); lv——剪面计算长度,对于单齿不得大于该齿齿深hc的 8倍(mm); bv——剪面宽度(mm);