木结构连接节点分类及图示,探索不同节点的特点与应用
你家那座木房子具备能够居住长达一百年的能力,秘密全然存在于这些并不起眼的连接处上头。木头并不像钢筋水泥那般能够随心所欲地进行浇筑,究竟要怎样才可以将一根根彼此独立的木料稳固地连接在一起,还要致使它具备美观、耐用的特性,这便是木结构建筑当中最考验技艺功夫的所谓“节点设计”。
榫卯的智慧
中国传统木建筑的灵魂是榫卯,它不用一根钉子,完全凭借木头自身凹凸咬合。像故宫的斗拱,层层叠叠相互穿插,能够将屋顶的巨大重量分散于柱子之上。这般连接方式给予了木材伸缩变形的空间,在地震发生时可进行摇摆以消耗能量,故而众多古塔得以屹立千年。
不过榫卯存在其短板之处,其中表现为连接点的刚度欠缺。要是现代建筑打算构建几十米跨度的大空间,单纯采用榫卯则难以契合力学方面的要求。并且当下熟练的木工师傅日益递减,依靠纯手工方式制作榫卯的成本过高,工期同样过长。
金属节点的崛起
现如今的木结构体育馆或者展览馆,你去瞧一瞧,那里头好多关节部位都暗藏着钢板以及螺栓呢。金属节点具备的最大益处便是强度超高,在进行设计的时候也极为灵活,能够借由钢结构将复杂的受力状况计算得明明白白的。即便是球形节点和异形铸铁件,它们甚至已然成为了建筑外观的一部分,把力的传递轨迹全都呈现出来了。
然而,金属与木头乃是两种具备不同性质的材料,木头会伴随湿度的改变而出现收缩膨胀的情况,可是金属基本保持不动。要是连接处处理得不妥当,随着时间的推移木材就有可能松动或者开裂,故而必定要在设计阶段就预留出变形的空间。
胶合节点的秘密
胶合节点,听起来好似是运用强力胶水来粘贴木头,实际上并非如此简单,它所运用的乃是专门用于结构的胶,其具备的防水性极高,强度也极高,能够将木纤维稳固地粘贴在一起,甚至要比木头自身还要结实,在一些存在需要巨大构件的地方,胶合技术能够制作出无缝的连接面。
但胶接具备刚性特质,一旦出现粘死状况便不存在活动之余地。要是整栋房子皆采用胶接方式,那么木材自身所具有的胀缩应力便没有释放之处,进而会引发内部开裂现象。故而现今在工程领域通常使其与金属节点相配合,运用胶接来进行面板拼接操作,运用金属节点作为主受力点。
屋顶上的节点较量
木结构里,受力最复杂之处在于屋顶,它既得抗风揭,又需防漏水。法国里昂建筑学院的那间设计教室中,木屋盖运用的乃是金属扣件连接,如此一来,拆装便捷,尚能够适应各类复杂造型。至于天沟以及雨水斗这般的排水系统,更是考验节点防水性能的关键所在部位。
那个在N1以及N2地块的项目里,设计了18个针对排水方面的系统,使用了92个不锈钢制成的雨水斗,并且每个连接的部位都得做到严丝合缝才行。要是屋面的金属节点处理得不够好,那么雨水就会顺着缝隙渗透进木材之中,就算是再好的木结构也难以支撑几年时间。
墙身连接的细节
用于竖向支撑的柱子与用于横向连接的梁相互交接的地方,属于现代木结构中出现问题较为频繁的区域。此区域不但需要向下方传递楼板以及屋面对其形成的压力,而且另外还要去抵抗诸如风这类来自侧向方向的推力。当下经常会所用的操作方式是第一步先于混凝土基础之内预先埋下金属件,接着而后再将木柱借助螺栓稳固地固定于基础之上,以此达成避免木头直接与地面接触进而受潮的目的。
每当柱子与柱子进行接长操作之际,往昔常用的传统榫卯已然鲜少被运用,取而代之的是采用内嵌钢板并辅之以螺栓的方式 ,如此这般进行操作,不但能够确保强度得以保证,而且还便利现场开展安装工作,不像既往那样完全依赖手艺来达成对缝操作。
藏在脚下的基础
那种采用木结构的基础节点,常常是最容易被人们所忽视的,然而它却实实在在地决定了整栋房子的寿命长短;木头是绝对不能直接埋在土里的,它必须借助金属件来与混凝土基础进行连接,而且还要把它抬高一些地面,以此来保证通风以及防潮的效果;现如今的防腐处理,还进一步要求在这些节点的地方留出检查口,以便于日后能够方便顺利地进行维护。
有些现代的木建筑,甚至在基础节点处设计了可调节的装置,其目的是用来弥补地基沉降,以及木材自身所产生的变形。这样一种精细化的处理方式,使得木结构从传统民居迈向了高层和公共建筑,并且也让木头的可能性得到了重新认识。
你可曾留意自家那颇具年头老房子的木梁连接方式是怎样的呀,欢迎于评论区域去聊聊你所见识到的奇妙木结构构造现象呢。


