第四章_木结构的连接

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
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；
• 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
6）当采用湿材制作时，还要考虑木材发生端裂的可能性。 为此，木桁架支座节点齿连接的剪面长度应比计算值加大 50mm。 7）木桁架支座节点必须设置保险螺栓、附木（其厚度不小
于h/3，h下弦截面的高度）和经过防腐药剂处理的垫木。
• 4.2.1 齿连接承载力计算
单齿和双齿连接应验算木材的承压、受剪和受拉强度。
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。
c≥7d a≥2.5d
c≥5d a≥4d
c≥7d a≥4d
c≥8d a≥4d
c≥10d a≥4d
在符合最小厚度的条件下，单根螺栓连接或钉连接顺 纹受力时设计承载力NV应按下式确定：
NV nkv d
2
fc
NV——螺栓或钉连接承载力设计值（N）； fc——木材顺纹承压强度设计值（N／mm2）； d——螺栓或钉的直径（mm）； kv——螺栓或钉连接设计承载力的计算系数。
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；
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（ ̊ ）；
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
2. 钉连接
可采用齐列、错列或 斜列布置。
钉连接的斜列布置
钉排列的最小间距
顺 构件被钉穿 的厚度a 纹 横 中 距S2 齐 列 错列或斜列 纹
中 S1
距
端 距 S0
边 S3
距
a≥10d 10d>a>4d a=4d
15d 取插入值 25d
15d
4d
3d
4d
当两面对钉时：
（1）当钉从一面钉入中间构件的深度不大于该构件厚度的 2/3时，方才容许从两面正对钉入，此时钉的间距可不考虑钉 子相互交搭的影响。 （2）当钉从一面钉入中间构件的深度大于该构件厚度的2/3 时，两面的钉子必须错位钉入，而其在中间构件中的间距S1 不小于15d。
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）；
• 4.3.1 销连接的形式
对称双剪连接、单剪连接、反对称连接。
对称双剪（多剪）连接
单剪连接
不对称双剪（多剪）连接
• 4.3.2 承载力分析基本假定
脆性破坏：
（1）端距或顺纹中距不足的木材剪切破坏； （2）销边距不足或行距不足的木材撕裂破坏。
延性破坏：
（1）销槽承压力不足破坏； （2）销槽挤压变形过大引起的受弯破坏。 影响因素：连接方式，构件厚度比a/c，销径比（a/d或c/d）
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；
Nb——保险螺栓所承受的轴向拉力（N）； As——保险螺栓有效截面积； fs——保险螺栓钢材抗拉强度设计值（N/mm2）， 1.25为强度调整系数。
5．双齿连接验算
双齿连结
双齿连接验算：木材承压强度、齿槽顺纹抗剪强度等 （1）木材承压 承压面面积为两个齿承压面面积之和，按单齿连接公式验算。 （2）木材受剪 双齿连接的受剪仅考虑第二齿剪面的工作，按单齿连接验算， 并考虑如下条款： 1）计算受剪应力时，全部剪力V应由第二齿剪面承受； 2）第二齿剪面的计算长度lv的取值，不得大于齿深hc的10 倍； 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。
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
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。
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之和
典型齿板
齿板连接桁架
齿板连接桁架
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。
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
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
20பைடு நூலகம்
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。
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。