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木材和金属用什么胶水(如何用胶水将铁粘合牢固)

xiaodi 201

在一份研究报告中指出,在极端灾害事件中,建筑物的垮塌多是由于构件连接处的不当设计或安装导致。

木材和金属用什么胶水(如何用胶水将铁粘合牢固)

金属连接件在木结构建筑中的应用

木结构的连接形式主要分两种——木工连接(如斗拱、榫卯等)和金属连接件 (如金属搁栅吊件,销轴、齿板等)。

木材和金属用什么胶水(如何用胶水将铁粘合牢固)

现代轻型木结构中主要通过钢钉、金属挂钩、地脚锚栓、屋面抗风件和金属齿板等金属连接件将木构件连接起来。

销轴式紧固件

钢钉

钢钉是在轻型木结构中最常见的连接件,多用于荷载相对较小的连接处。

木材和金属用什么胶水(如何用胶水将铁粘合牢固)

气动钢排钉,施钉效率大大高于传统锤钉作业

钉连接具有施工便捷,分散传力的特点。钢钉在构件中的排列方式有齐列,错列和斜列三种。

钉连接的斜列布置

(a)齐列;(b)错列;(c) 斜列

一般施工现场多采用直列钉接。当某个节点中钢钉数量较多,不能满足最小钉间距要求时可采用错列和斜列的方式以减小木材劈裂的风险。

无论采用哪种钢钉排列方式,所有钢钉合力作用点(线)应与构件合力作用点(线)一致。

木螺钉

在某些情况下(如暴露在室外或潮湿环境中),螺钉的表现要比钢钉更好,因为它们不易松动。与普通钢钉类似,木螺钉做连接件的连接在传递横向荷载时亦是一种销连接。与钢钉不同的是其螺纹是拧入木材中的,因此尚可以承受一定的轴向拉力作用。在现场施工时,公称直径较大的木螺钉的安装需要预先在木材上引孔以方便安装和防止木材劈裂。

锚栓

轻型木结构中的剪力墙(抗侧力构件)一般通过地脚螺栓穿透墙体底梁板与混凝土基础相连,如下图所示。

这种连接做法多用于层数较少,风荷载及地震作用较小的地区的木基剪力墙的连接。

工程师:

在水平荷载的作用下(风、地震),墙体将受到一个水平方向的推力,以及楼面处水平力引起的墙底弯矩。故该连接节点将同时承受水平剪力和弯矩引起的上拔力的共同作用。

由于底梁板采用强度较小的SPF规格材,且截面较小。在上拔力作用下还存在横纹承压的不利影响。综合以上原因,该节点的承载能力有限。

在高烈度区以及层数较高的轻型木结构项目中,墙体端部需要抵抗的剪力和上拔力均较大,这种节点则往往不能满足设计要求。在这种情况下,轻木结构中另一种重要的金属连接件,抗拔锚固件则需替代普通的锚栓连接节点来使用。如下图所示。

抗拔锚固件

金属挂钩

木搁栅金属挂钩,一般采用镀锌薄钢板弯折而成,并预开钉孔或木螺钉孔以方便现场安装。

木搁栅金属挂钩

木搁栅金属挂钩有多种型号和尺寸,用于支撑不同尺寸的木材或工字木梁。

通常使用镀锌涂层,可适用于室内和室外。每种类型的金属挂钩的性能都经过精心设计和测试,以满足当地结构规范的要求。

金属挂钩连接工字梁

工程师:

工程师根据不同的搁栅跨度、间距以及楼屋面的荷载(恒载、活载)根据厂家提供的设计手册选出相对应的连接件规格。也可采用工程设计法,根据实际工程算例计算出搁栅传递至封边梁或搁栅的效应值,再根据镀锌钢板的材质特性以及钢钉销轴承压(镀锌钢板与木搁栅)计算出抗力值。通过荷载效应值和抗力值的比对,以满足设计的需要。

通过金属挂钩将木搁栅连接于封边梁或封边搁栅的侧面,使得搁栅顶面可与胶合木梁或SPF钉接组合梁顶面位于同一标高,从而有效减少楼板的厚度。对于那些对楼板厚度无要求的项目,也可直接将楼、屋面搁栅置于墙体顶面 ,这种做法施工更为简便,并且能够节省部分造价。做法如下图所示。搁栅侧面靠近底部位置双面斜钉稳固连接至墙体顶梁板,端头部位通过直钉穿透封边搁栅与楼面搁栅相连。

屋面抗风件

轻木结构房屋一般采用单坡或双坡屋面。在风荷载的作用下,屋面背风面在风荷载作用下会产生垂直于屋面的吸力。由于轻型木结构屋面重量自重较小,在风吸作用下,屋面与墙体之间的连接极有可能由压力变为拉力。在这种情况下,屋面抗风件将作为抵抗屋面风吸作用的连接。

抗风件常规连接节点

金属齿板

金属齿板在轻木桁架上的应用

用于轻型木桁架节点连接或杆件接长的经表面镀锌处理的金属齿板一般由Q235或Q345薄钢板冲压制成。

制作木桁架时使用桁架辊压机或液压机将钉齿全部压入木材中。齿板仅能传递杆件之间的拉力作用,压力作用由木材之间的挤压进行传递。

工程师:

运用工程设计法,计算出桁架杆件之间的轴力包络值。再将此值作为齿板抗力的设计依据来挑选钢齿板的尺寸和规格。

以上为轻型木结构中常用的连接件介绍。随着国内轻型木结构的发展,生产钢连接件的厂家也日益增多,使得设计人员以及施工单位在连接件的选用上也日益便捷。

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