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、易干操、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。
以六节间豪式三角形屋架和梯形屋架为例, 图1 是当全跨有节点荷载时的轴力示意图。其受力特点是: 三角形屋架上弦受压, 下弦受拉, 而且内力两边比中间大, 腹杆中的斜杆受压中间的比边上的大, 直杆受拉中间也比边上的大。端节点处承受较大的剪力, 端节点往往是屋架的关键所在。
由此, 当上下弦是选用相同截面时, 应把好的木材, 用于下弦, 因为木材的抗拉能力对木材的节子、斜纹和裂纹较敏感, 在实用上抗拉强度也比抗压强度低。无论上弦下弦, 质量好的一头应用在端节点, 如用原木, 大头应用在端节点处。屋架的端节点受剪面易撕裂, 如有裂纹更为严重, 故而要避开木材髓心, 因为髓心易干裂。木材如有微弯现象, 当用于下弦时, 凸面应向上, 用于上弦时, 凸面应向下, 弯曲的程度, 原木应不大于全长的1/200, 方木应不大于全长的1/50。
木材裂缝处不要用于受剪部位, 木材有节子及斜纹不要用于接榨处,木材的髓心应避开槽齿部分及螺栓排列部位。木材如已分出等级, 上弦可选用. 等或I 等, 下弦和竖杆应选用I 等材, 斜杆可选用. 等材。梯形或平行弦木屋架, 其弦杆中间内力大, 两边内力较小, 腹杆是中间小两边大, 但相差不悬殊, 因此, 在选材时与三角形屋架基本相同。需要注意的是, 部分腹杆可能出现变号内力, 必要时应设置交叉腹杆。
木材的缺陷对木材力学性能的影响是: 木节中的死节对降低顺纹抗拉强度影响最大, 对顺纹抗压强度较小, 在木材受横向压缩和剪切时, 有木节反而增加其强度。斜纹木材严重降低其顺纹抗拉强度, 抗弯次之, 对顺纹抗压影响较小。腐蚀和虫害是造成木材的不连续性或毁坏的重要因素, 而木材的湿度大, 更使腐蚀加剧, 很多事故均由此发生。因此, 把木材供干并采取了防腐和防虫措施, 是选择木材和保证木结构质量的关键所在。
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