胶合木的开裂为数层层板中的某一层表面裂纹，由于层板指接工艺规定的固定长度和厚度，因此不会造成对结构产生影响的贯穿性裂缝。图7.3胶合木层板及指接连接图7.4胶合木加工过程1）胶合木开裂种类表裂。图7.5开裂示意图2）胶合木工厂预处理涂刷表面涂料和封头剂，在木材的端部和表面涂刷封头剂和防水涂料，减缓木材表面的蒸发强度。图7.6胶合木预处理胶合木异形梁在拆除包装后立即进行油漆喷涂工作。......
2023-10-07
实现Z字形拼接节点-大跨度胶合木网格（壳）结构设计
【摘要】：“Z”字形拼接节点的特点在于需要保证轴向受力可靠，同时可承担弯矩和剪力的要求。图3.4胶合木梁“Z”字形拼接节点受力特点胶合木结构在加工、施工过程中都有误差，如果拼接缝隙较大，现场均要采用垫板的方式确保接缝顶紧。图3.5胶合木梁“Z”字形拼接节点为了验证以上计算及分析，进行了膨胀性试验，将胶合木安装螺钉，装入木箱模拟潮湿环境，让胶合木发生膨胀。
随着木结构在我国工程实践中的发展，以胶合木结构拼装组成的空间网壳结构应运而生。空间网壳结构跨度大，木结构构件受原木尺寸的限制，需要使用两段或多段胶合木沿轴向拼装组成网壳中的杆件。此时，这种木构件之间拼接节点的可靠性决定了整根梁的受力性能。空间网壳中的杆件以轴向受压力为主，弯矩和剪力较小，因此可以使用“Z”字形拼接节点。“Z”字形拼接节点的特点在于需要保证轴向受力可靠，同时可承担弯矩和剪力的要求。传统的木结构杆件中间连接节点往往做法复杂，需要预留槽口或使用型钢连接，现场安装施工耗时，连接可靠性和连接后的建筑外观效果不佳。因此，针对空间网壳结构提出一种木结构杆件“Z”字形拼接节点构造，简化节点加工工艺，在保证受力性能的基础上提高现场施工效率和施工安装精度，同时保持整根木梁外观的连续性和美观性。
为了达到上述目的，该节点包括胶合木梁、不锈钢销、高强抗裂全螺纹镀锌螺钉和高强抗剪全螺纹镀锌螺钉。本节点将2 根需要连接的胶合木梁通过2 根不锈钢销、4 根高强抗裂全螺纹镀锌螺钉和18 根高强抗剪全螺纹镀锌螺钉进行连接。首先将需要连接的2根胶合木梁进行数控加工，可以精确拼接。然后在胶合木梁上预留出2 个不锈钢销孔和22 个镀锌螺钉孔，不锈钢销孔的直径大于不锈钢销直径2mm，镀锌螺钉孔的直径小于镀锌螺钉5mm。在施工现场，将2 根胶合木梁对接顶紧后，首先插入不锈钢销，并在不锈钢销孔中打入结构胶，完成定位。然后依次拧入4 根高强抗裂全螺纹镀锌螺钉和18 根高强抗剪全螺纹镀锌螺钉，完成木结构梁的现场拼接（图3.1～图3.3）。
图3.1 胶合木梁“Z”字形拼接节点构造图
图3.2 胶合木梁“Z”字形拼接节点示意图
图3.3 胶合木梁“Z”字形拼接节点轴测图
节点设计受力分析：“Z”字形拼接节点在网壳结构中主要承担轴压力（见图3.4），在轴向压力作用下通过拼接接触面直接传递。经分析研究发现，在轴向拉伸的情况下主要通过螺钉轴线拉力传递，依靠剪力传递占比较小。因为在螺钉受剪时会挤压胶合木发生局部变形，拉力主要转换为螺钉拉力进行传递。在构件受到面外弯矩的情况下也主要通过螺钉轴力传递。一般网壳结构中的构件主要承受轴向压力，弯矩次之，出现受拉的工况较少或为瞬时状态，且拉力较小。因此，此节点在网壳结构中受力合理可靠，具有较多优点。
图3.4 胶合木梁“Z”字形拼接节点受力特点
胶合木结构在加工、施工过程中都有误差，如果拼接缝隙较大，现场均要采用垫板的方式确保接缝顶紧。但是经过分析研究，如果缝隙间距小于1mm，则不必增加垫板。在结构受压力后，螺钉与胶合木梁接触点会挤压胶合木梁而发生错动进而顶紧。(www.chuimin.cn)
温室建筑中一般环境潮湿，湿度可达到80%，平均温度可高达25℃。一般胶合木加工出厂时含水率约8%，在潮湿环境下含水率可增加至24%。经过计算，此温度变化后膨胀率约为1.2%，400mm 高的胶合木梁约膨胀4.8mm。
在研究节点的过程中，有人提出增加钢盖板进行连接，如图3.5 所示。从受力角度考虑，此节点在拼接接缝处增加钢板后，受力更可靠，可有效传递轴力、弯矩，相比节点3.1与3.4 连接更可靠。但是考虑到温室建筑特点，此节点存在问题，主要由于胶合木在潮湿的环境下会膨胀。根据以上计算，400mm 高的梁可膨胀约4.8mm，而螺钉与胶合木拧紧后不能拔出，因此螺钉的拉力急剧增加，在螺钉帽根部会发生断裂（见图3.5），因此该节点不适用于本项目节点设计。
图3.5 胶合木梁“Z”字形拼接节点（加钢盖板）
为了验证以上计算及分析，进行了膨胀性试验，将胶合木安装螺钉，装入木箱模拟潮湿环境，让胶合木发生膨胀。试验结果显示，胶合木梁膨胀较大，与计算基本一致，螺钉帽处均发生局部损坏，顶帽内陷（图3.6、图3.7）。由试验结果可知，螺钉在膨胀过程中不能拔出，而是在表面顶帽位置挤压胶合木发生局部破坏释放变形。如果表面增设钢板，就不能释放膨胀变形，会造成螺钉断裂。
图3.6 胶合木膨胀试验
通过以上试验可知，胶合木表面贴钢板螺钉的拼接做法不适合温室建筑，同时也影响建筑效果，因此本项目不采用此节点形式，而是采用“Z”字形拼接节点，仅用螺钉进行连接。
图3.7 胶合木膨胀试验结果
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