木桁架(Wood Truss)是指由木構(gòu)件組成的桁架。是木屋蓋、木橋及木塔架的主要承重結(jié)構(gòu)。用于木屋蓋時通稱為木屋架。木屋架按下弦所用材料分為木屋架和鋼木屋架。木屋架的形式主要有三角形、梯形和多邊形。
概述
屋架形式的選擇除考慮用料是否節(jié)省外,尚應依據(jù)屋面的流水坡度。粘土平瓦、水泥平瓦或小青瓦要求較大的坡度,需選用三角形屋架;石棉水泥瓦要求的坡度較緩,可選用梯形層架;卷材或鐵皮屋面宜選用梯形或多邊形屋架。為使木屋架在荷載長期作用下不產(chǎn)生明顯的撓度,應在制作時預起拱度。
2013年來,木桁架屋頂系統(tǒng)主要部分是用鍍鋅鋼連接板(屋架齒板)連接而成的三角形結(jié)構(gòu)木材框架。木桁架強度高重量輕的特性使其適用于大跨度的屋面,給屋面平面設(shè)計提供了很大的靈活性。屋架可設(shè)計成為幾乎所有形狀和尺寸,因此適用于獨特的結(jié)構(gòu)和屋頂形狀設(shè)計。木桁架正被廣泛用于商業(yè)和學校公共建筑以及單戶和多戶居民住宅的屋頂建造。
木屋架
用原木或方木制作的豪式桁架多用齒連接。由于齒連接只能傳遞壓力,因此三角形屋架的斜腹桿從支座到跨中應向下傾斜;梯形屋架的斜腹桿一般應向上傾斜,但在中部節(jié)間尚應設(shè)置反向斜桿,因為在不同的荷載組合下,反向斜桿可能受壓。受拉豎桿用圓鋼,以便拼裝時擰緊螺帽,消除節(jié)點處手工操作的偏差,并用以預起拱度。當屋架的內(nèi)力較大,支座節(jié)點采用齒連接不足以傳遞內(nèi)力時,應加強支座節(jié)點。2013年來采用齒板連接的木屋架(圖1),效果較好。
木屋架常用的跨度(L)為9-15米,按3米間距布置屋架,節(jié)間長度取2-3米。
為了保證各種屋架的剛度,應根據(jù)所用材料、制造條件以及連接方式,確定適當?shù)母呖绫龋℉/L)。對于采用半干材手工制作的齒連接原木或方木屋架,三角形屋架的高跨比H/L≥1/5,梯形和多邊形屋架的高跨比時H/L≥1/6,可不必驗算撓度。
鋼木屋架
常用的形式也是豪式桁架,僅將下弦換為鋼材;也有采用芬克式桁架和沃倫式桁架。按3米布置的屋架,下弦采用圓鋼比用型鋼能較充分地利用鋼材的強度。節(jié)間較大時,可加設(shè)吊桿,將圓鋼下弦的長細比控制在1000以內(nèi),防止過度下垂。型鋼下弦的剛度較大,有利于防震。
鋼木屋架下弦節(jié)點常因構(gòu)造需要而增加鋼板,所以下弦節(jié)點越多,則不受力或受力很小的鋼板增加越多;為了節(jié)約鋼材,應盡量擴大節(jié)間長度,減少節(jié)點數(shù)目。若將上弦在節(jié)點處偏心抵承(圖2中的c)構(gòu)成反彎矩,以抵消部分正彎矩,可在常用的木材規(guī)格不增大截面的條件下,提高木構(gòu)件的承載力,達到擴大節(jié)間,減少節(jié)點,既節(jié)省鋼材、木材,又簡化了制造。
鋼木屋架常用的跨度為12-24米,節(jié)間長度可達4米。由于剛度比木屋架大,高跨比可適當減小。三角形屋架H/L≥1/6、梯形及多邊形屋架H/L≥1/7時,可不必驗算撓度。
椽架
是按條間距密置的屋架,常用芬克式桁架。節(jié)點用齒板或用結(jié)構(gòu)膠合板釘壓膠結(jié)。常用的跨度為6-9米。由于節(jié)點具有較大的剛性,高跨比H/L≥1/7時,可不必驗算撓度。椽架的間距通常為60厘米,在其上面直接鋪屋面板,使屋面系統(tǒng)簡化,比一般木屋蓋能節(jié)約木材30%左右。可用于民用房屋以及小型工業(yè)車間。
支撐系統(tǒng)
為了防止屋架側(cè)傾,保證屋架受壓弦桿平面外穩(wěn)定,承擔和傳遞房屋縱向水平力(風力、懸掛吊車制動力及地震力),應將屋架上弦節(jié)點處或其附近的條與屋架及山墻可靠地錨固,以構(gòu)成空間穩(wěn)定體系。對于梯形屋架尚需設(shè)置端部的垂直支撐,將屋面木骨架與山墻及屋架連成完整的空間穩(wěn)定體系。當這個空間體系的縱向剛度不足時,應在上弦平面設(shè)置橫向支撐。若屋架下弦懸掛吊車,應在懸吊點的縱向平面內(nèi)設(shè)置中間垂直支撐,在未設(shè)中間垂直支撐的開間,應設(shè)置縱向水平系桿使屋架連成一體,將吊車制動力傳遞到屋面。當有天窗時,應沿天窗側(cè)柱設(shè)置垂直支撐,將天窗范圍內(nèi)的縱向力傳遞到屋面。
參考資料 >
木桁架圖集_土木在線木桁架圖集下載大全.土木在線.2021-11-26