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新型榫卯木屋架设计应用研究

新型榫卯木屋架设计应用研究

作者：王蒙北方工业大学

学位级别：硕士

在我国大力落实“双碳”战略、胶合木材日趋丰富、木作工具数字化的背景下,新型榫卯的设计应用有了新气象。本文紧扣“榫卯”这一关键词,论述传统榫卯的发展过程,借由对传统榫卯的分析展开新型榫卯的研究。通过对新型榫卯发展原因和实... 详细信息

在我国大力落实“双碳”战略、胶合木材日趋丰富、木作工具数字化的背景下,新型榫卯的设计应用有了新气象。本文紧扣“榫卯”这一关键词,论述传统榫卯的发展过程,借由对传统榫卯的分析展开新型榫卯的研究。通过对新型榫卯发展原因和实际案例的分析,对比新型榫卯与传统榫卯的传承和发展,总结新型榫卯木屋架的设计原则,并指导西山书院新型榫卯木屋架的设计应用探索。本文共有六个章节,主要内容如下:第一章为绪论,介绍了本文的研究背景、研究内容、研究目的及意义、相关研究概况、研究方法与研究框架。第二章论述了传统榫卯的出现和发展,分析了社会文化、生活方式、木作工具等因素对其发展的影响,并按功能的不同进行分类。而后从不同木屋架形式中分析其应用特征,阐明传统榫卯木屋架在空间、建造和构造上的成就,将其发展趋势总结为简单化、高效化。第三章主要阐述新型榫卯,首先对新型榫卯的内容进行了丰富,分析了新型榫卯的传承,结合用材和形式的改变对其分类。而后分析其出现的原因,一是工具和材料的快速发展,二是数字化技术在木构领域的应用,设计与建造因信息传递方式的改变又以新的形式重新回归统一,实现了设计、加工与建造的一体化。新型榫卯由此在构造、形式、单体设计、加工、用材等方面,相比于传统榫卯产生了很多改变。新型榫卯仍然是凹凸咬合的关系,但使用了新设计、新工具、新材料,自身得到了发展。第四章主要分析新型榫卯在建筑中的应用,以及为木屋架建筑带来的改变。在空间上组合更加丰富,跨度更大;在建造上改变了加工方式,提高了加工效率,降低了装配难度;在构造上木梁柱数量的设置、斜拉索的材质、小尺寸木材的使用也有了改变。通过种种改变总结新型榫卯木屋架的设计原则。第五章以西山书院作为设计对象,进行新型榫卯木屋架设计应用的探索,完成研究闭环。最后一章为全文总结,总结全文的主要研究成果、创新点,并对本研究的不足予以分析。本文对新型榫卯的研究,丰富了新型榫卯的内涵,指明了数字化技术在其发展过程中的重要性。通过新型榫卯的应用研究,总结了新型榫卯木屋架设计原则,为今后新型榫卯木屋架的设计提供了借鉴。

关键词：榫卯木屋架新型榫卯圆榫圆卯数字化

木屋架齿联结承载能力研究之一——关于系数Kj之讨论

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哈尔滨建筑工程学院学报 1978年第2期 102-120页

作者：王振家哈尔滨建筑工程学院钢木结构教研室

利用有限单元法对木屋架齿联结的剪切应力状态进行了分析,并经过模型试验验证。认为齿联结剪面上的剪切应力的实际分部长度是有限的,对单齿来说 l_j≈7h_c,对双齿来说 l_j″≈9h_c″。当 l_j≥4.5h_cl_j″≥(T/T″)4.5h_c″时,齿联结的... 详细信息

利用有限单元法对木屋架齿联结的剪切应力状态进行了分析,并经过模型试验验证。认为齿联结剪面上的剪切应力的实际分部长度是有限的,对单齿来说 l_j≈7h_c,对双齿来说 l_j″≈9h_c″。当 l_j≥4.5h_cl_j″≥(T/T″)4.5h_c″时,齿联结的抗剪承载能力为一定值。文中对木结构设计规范中的系数 k_j 进行了分析,认为现行规范之 k_j 偏大。

关键词：单齿承载能力 Kj 剪应力剪切应力剪切性质木屋架剪面电算分析

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木屋架的斜键联结基本性能试验

建筑结构 1973年第8期 23-33页

湖南地区结构用木材主要是杉元木,直径较小,含水率较高。木屋架当跨度较大时,下弦接头处需采用螺栓联结,故有时不能满足螺栓排列间距的要求,而且因含水率较高,使用过程中木材干缩产生的裂缝就很可能与螺栓孔之间的木材受剪面重合,导致... 详细信息

湖南地区结构用木材主要是杉元木,直径较小,含水率较高。木屋架当跨度较大时,下弦接头处需采用螺栓联结,故有时不能满足螺栓排列间距的要求,而且因含水率较高,使用过程中木材干缩产生的裂缝就很可能与螺栓孔之间的木材受剪面重合,导致接头的断裂。因此,湖南地区木屋架下弦拉力

关键词：键联结试件扩孔硬木杉木键联接锻造杉木属木屋架承压强度性能试验

木屋架齿联结承载能力研究之二——影响齿联结承载能力的因素

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哈尔滨建筑工程学院学报 1980年第2期 38-43页

作者：王振家哈尔滨建筑工程学院钢木结构教研室

文中对支座反力偏心的影响进行了试验分析,提出:当双齿联结时,支反力偏向外侧e=0.3h可提高联结承载能力25%;剪面上作用垂直压力可以改善齿联结抗剪工作。文中提出倒置齿联结方案可以变剪切脆性破坏为承压塑性破坏,不仅提高了承载能力而... 详细信息

文中对支座反力偏心的影响进行了试验分析,提出:当双齿联结时,支反力偏向外侧e=0.3h可提高联结承载能力25%;剪面上作用垂直压力可以改善齿联结抗剪工作。文中提出倒置齿联结方案可以变剪切脆性破坏为承压塑性破坏,不仅提高了承载能力而且改善了齿联结的工作。文中对裂缝对齿联结承载能力的影响进行了试验分析,提出剪面下的水平裂缝若间距e>T/（b[σ1]）时,对剪切工作将无不利影响;斜缝或垂直裂缝对抗剪承能力有不利影响,若抵承后开裂者,此不利影响将甚微。

关键词：承载能力抗剪支反力支座反力剪面木屋架

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木屋架的斜鍵联結基本性能試驗

建筑技术通讯 1973年第8期 23-33页

关键词：木屋架承压强度键联结键联接试件最大荷载螺栓孔剪切强度抗剪强度力学强度含水率含水量

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木屋架连续上弦的实际工作

哈尔滨建筑工程学院学报 1978年第2期 132-145页

作者：王用信哈尔滨建筑工程学院钢木结构教研室

前言本结构具有显著的徐变性能,在长期荷载作用下变形有较大发展,因此过去在确定连续上弦的计算弯矩时,按两个工作阶段考虑。一是在载荷初期阶段,近似地把屋架看做是刚性的,节点不产生沉降,认为上弦是支承在固定铰支座上的连续梁,按此... 详细信息

前言本结构具有显著的徐变性能,在长期荷载作用下变形有较大发展,因此过去在确定连续上弦的计算弯矩时,按两个工作阶段考虑。一是在载荷初期阶段,近似地把屋架看做是刚性的,节点不产生沉降,认为上弦是支承在固定铰支座上的连续梁,按此来计算支座(节点)处的弯矩。另一是在荷载长期作用阶段,考虑到节点随屋架的整体变形产生沉降,把上弦看成为弹性支座上的连续梁,而近似的按简支梁来计算其跨中弯矩。上述这种考虑方法是否符合连续上弦的实际工作状态呢?本文试图从理论分析和实验结果两方面来探讨这个问题。(一)屋架连续上弦在短期荷载作用下的实际工作结合1974我院进行载荷试验的一个屋架的实例来进行分析。

关键词：上弦弯矩图木屋架实际荷载

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木屋架选材

建筑工人 1996年第4期 20-21页

作者：赵五一

木屋架选材,一般说来,以树干长、纹理直、木节少、扭纹少、能耐腐蚀虫蛀、易干燥、少开裂、力学性能好和便于加工为最好。其标准就是应符合国家对木材缺陷的允许程度和等级范围的各项规定,严格遵守木材的质量标准。但是,树木是天然生长... 详细信息

木屋架选材,一般说来,以树干长、纹理直、木节少、扭纹少、能耐腐蚀虫蛀、易干燥、少开裂、力学性能好和便于加工为最好。其标准就是应符合国家对木材缺陷的允许程度和等级范围的各项规定,严格遵守木材的质量标准。但是,树木是天然生长的,不可避免地会有大小头、顺纹横纹和木节等弊病,这些弊病都对木材的力学性能有影响,因此,根据屋架的受力特点,扬优避劣,木尽其用,显得非常重要。

关键词：木屋架力学性能三角形屋架木节木材无机非金属材料选材