木屋架节点不牢、杆件劈裂
现象
屋架杆件在施工和使用过程中产生端头劈裂、剪面开裂、斜断裂、下弦接头拉脱等现象，致使节点不牢，强度不足，危及屋架安全。
治理
(1) 木屋架应建立检查和维护的技术档案，每隔1-2年作一次定期检查，对局部缺陷应预维护，如拧紧松动的螺母；锈蚀拉杆的涂油；渗漏木屋盖的翻修；局部重涂防腐膏等。对影响使用安全的屋架，必须更换和加固，但应注意以下几点:
1) 在更换或加固之前，对作用在结构上的荷载应局部或全部卸荷，并设置必要的临时支撑。如采用千斤顶或临时支承柱进行卸荷，支承点宜设在上弦节点下面。卸荷时应解除原支撑体系与屋架的连系，为防止受压弦杆出平面，应予以加固。
2) 临时支柱向上抬起的高度应与屋架的挠度相适应，不能抬起过高，防止杆件在更换或加固后产生附加应力。由于增设支柱，将使连接处及各杆件内力发生变化，必要时须作验算。
3) 各种补强加固措施应预先制定方案，并进行验算，以满足原设计要求。
(2) 屋架弦杆的个别部位出现断裂迹象，或具有过大的木节、斜纹等缺陷，而其它部分完好时，可采用局部加木夹板并以螺栓连接的加固方法(上弦每侧螺栓不少于4个；下弦每侧螺栓不少于6个)。
(3) 屋架在制作过程中，如上下弦杆的端部发生轻度开裂而又无条件更换，应及时在开裂处灌注乳胶，然后用8号镀锌铁丝捆扎牢固(利用紧丝器捆扎)，并在安装时满涂防腐剂；如弦杆接头处开裂，除灌胶铁丝捆扎加固外，还要根据开裂程度，将夹板适当加长，并增加接头螺栓数量，以确保接头强度和刚度。
(4) 屋架在使用过程中，如下弦受拉木夹板断裂或螺栓间剪面开裂，可重换木夹板处理(两侧夹板必须同时更换，即使另一侧夹板未损坏)。如更换夹板有困难，可在原夹板两端各加一块木夹板，其截面和使用螺栓数量、直径皆相同，然后通过抵承角钢将圆钢拉杆拧，使新加的木夹板受力工作。
(5) 屋架端节点受剪面出现危险性的裂缝时，可先按方法(3)架固(灌胶前要清除缝内灰尘)，然后在附近完好部位设木夹板，再用四根钢拉杆与设在端部抵承角钢连接。
(6) 若上弦截面强度不足，可在上弦脊节间内设一横撑，以减小上弦跨中弯矩，解决强度不足。
施工准备
(1) 熟悉施工图,了解结构情况、几何尺寸、各节点要求、起拱高度、杆件截面、吊杆和螺栓尺寸等。
(2) 在平地或木板上,放出半榀屋架大样(指完全对称时),各节点均按设计图纸给出尺寸实样。与设计尺寸的允许偏差按有关规定。
(3) 先用木纹平直、不易变形和干燥的木材做样板,称作套样板。套样板时,先按各杆件的高度(或宽度)分别将样板开好,两边刨光,然后放在大样上,将杆件的榫齿、榫槽、螺栓孔等位置及形状画在样板上,按形状正确锯割后再修光。要求样板对大样的允许偏差不应大于±1mm,经检验合格后方准使用。样板须用油漆或墨水标清名称,依次编号,专人保管,防止受潮或损坏。
(4) 选料。木结构的用料,必须符合国家对各类木材缺陷的允许程度和各类构件使用木材的等级范围等各项规定,严格遵守制作承重木结构用的木材质量标准。
选料时应考虑如下几点因素:下弦比上弦重要;上弦的下段比上段重要,上弦的下面比上面重要;下弦的两端比中间重要;下弦的下面比上面重要;端节点的上面比下面重要。重要的用材料好的木料。
(5) 不得将有缺陷的木料用于支座端节点的榫结合处。
(6) 必须选用优等木材制作夹板。
(7) 使用湿材做屋架时,选用在钢木屋架。湿材应进行防腐处理。用湿材做屋架宜采用原木。采用湿方材作下弦时,可将方料剖开髓心向外,并用12螺栓接合。端节点处下弦髓心应向下,避开剪切面。端节点齿连接的剪面长度比计算的加大5cm。屋架的受拉腹杆应采用圆杆,以便于调整。
操作工艺
(1) 画线、下料。采用样板画线时,对方木杆件应先弹出杆件轴线;对原木杆件,先砍平找正后弹十字线及中心线。将已套好样板上的轴线与杆件上的轴线对准,然后按样板画出长度、齿及齿槽等。
(2) 锯榫、打眼。节点处的承压面必须平整、严密;齿连接或构件接处,不得采用凸凹榫。上、下弦杆之间在非承压面支座节点处宜留空隙,一般留10mm;腹杆与上下弦杆结合处(非承压面)宜留10mm空隙。钻螺栓孔的钻头要直,其直径应比螺栓直径大1mm。钻孔时,先将所要结合的杆件按正确位置叠合起来,并加以临时固定,然后用钻一起钻透。
(3) 屋架拼装。在平整的地上先放好垫木,把下弦杆在垫木上放稳,然后按照起拱高度将中间垫起,两端固定,而在接头处用夹板和螺栓夹紧。下弦拼接好后安装中柱,两边用临时支撑固定,再安装上弦杆。如无中柱而用钢柱杆的,则先安装上弦杆,而后安装斜杆,最后装拉杆。各杆件安装完毕并检查合格后,再拧紧螺母,钉扒钉等铁件。钢木桁架的圆钢下弦、主要受拉腹杆、受振动荷载的拉杆、直径大于20mm的拉杆,螺栓必须用双螺帽。
预控措施
(1) 屋架必须经设计或计算方可施工。
(2) 承重木结构的用料,应符合《木结构工程施工及验收规范》GBJ206—83中规定的木材质量标准。
(3) 木屋架用的板、方材宜选用经过干燥的成材。若供应原木,应尽可能提前备料,木材运到工地后,按设计要求的尺寸预留干缩量立即锯割,使木材有一段干燥时间。采用气干法较为切实可行,将加工后的成材按规格加垫,合理堆放,在不受曝晒的条件下逐渐风干。直接采用原木时,应剥掉树皮,并砍平木节,然后合理堆垛风干。
原木或方木构件的含水率(指构件全截面的平均值)应不大于25%;板材及受拉构件的连接板应不大于18%。
(4) 因屋架杆件各部受力不等,应根据各部位受力情况选料。好料用在受力大的部位和受拉杆件。例如下弦是受拉杆件,应用好料,而端节点受力大,好料应用在端头。对上弦来说,下段比上段受力大,好料应用在下段。
(5) 上、下弦杆的接头位置应错开。下弦接头应设在中间节间内;上弦接头设在节点附近,但不宜设在端节间和脊节间内。原木大头应放在端节点处。接头的相互抵承面要锯平抵紧。
(6) 接头夹板应选用纹理平直、没有木节和髓心的气干材制作。任何情况下都不得采用湿材制作,否则应改用钢夹板连接。
(7) 木材裂缝处要避开连接处的受剪面,并注意剔除一部分开裂较严重的木材。
(8) 屋架端节点受剪面易撕裂,故受剪面长度应符合设计要求,而且要避开木材髓心(因髓心材易干裂),同理,螺栓排列位置也应避开木材髓心。
(9) 对斜纹要按照规范要求严格限制,因木材沿斜纹开裂会使受拉杆件突然发生破坏,造成严重的工程质量事故。
(10) 木材有疖疤的部位,应避开刻槽处。下弦中段内的下面边缘拉应力校大,不应有缺孔和木节。
(11) 对有微弯的木材,用在上弦时,凸面应向下;用在下弦时,凸面应向上。
(12) 下弦接头每端的螺栓数目不宜少于6～8个。适当增加螺栓数目而相应地减少螺栓直径,对连接的韧性和承载能力均有显著改善,从而减少了木材因剪裂和劈开而破坏的危害。螺栓应布置成两纵行齐列或错列,避免单列布置产生干缩裂缝而被拉脱的危害。
(13) 受拉、受剪以及系紧螺栓的钢号和垫板尺寸应符合设计要求,不得用两块或多块垫板来达到设计要求的厚度。垫板尺寸无设计时,按照 规范GBJ206—83中有关规定执行。屋架中央拉杆及直径≥20mm的拉杆,必须戴双螺母。钢件的连接均应用电焊,不应用气焊或锻接。
(14) 提高操作质量,防止人为裂缝的产生。
1) 钻孔前,应将所要连接的杆件按正确位置叠合起来,临时固定,然后一次钻通,使孔眼顺通。钻孔时,孔径要比螺栓径大0.5～1mm,钻头和孔位应成一直线。钻厚料时,每钻下50～60mm后,提起钻头清除木屑,再往下钻,以免孔中塞有木屑造成钻孔位移。当采用钢夹板或钢填板而不能一次钻通时,应采取可靠措施保证各部分的对应孔位完全一致。拼装时用木槌轻轻将螺栓打入孔中,防止孔周围的木材劈裂。
2) 保险螺栓孔必须与上弦垂直,位置在槽齿非受力面的1/3处。
3) 落叶松等脆硬性木材用钉子连接时,必须先钻孔,孔径为钉径的0.8～0.9倍,孔深不小于钉入深度的0.6倍。如钉径大于6mm,不论何种木材,均应预先钻孔。用扒钉连接杆件时,应预先钻孔,孔位要错开剪力面,扒钉直径宜取6mm。
4) 不得在杆件上钻凿非设计的孔洞;不得挖刻装设搁板用的凹槽或裁口。
(15) 用湿材作屋架时,应采取以下防裂措施:
1) 方木屋架的下弦应采用“破心下料”的方木,以消除因切向、径向两个方向收缩率不同而产生的环向拉力,减轻裂缝的开展。
2) 端节点的剪力面长度应比设计加长50mm;被连接杆件的螺栓顺纹端距s0,应比设计加长70mm。木夹板厚度应取下弦宽度的2/3。
3) 为防止下弦端节点沿剪力面开裂,可在端头下面400mm长度内锯开一条深20mm的竖向锯口,以减小材质干缩应力,然后绑扎8号镀锌铁丝,阻止端头裂缝及竖向锯口的扩展。
4) 应认真进行防腐、防虫处理,构造上要注意通风。
5) 采用下弦为钢拉杆的钢木屋架。制作钢木屋架节点时,要保证钢、木接触处的正确角度。
