在人们的印象中,木结构住宅,各个构件之间,应该是采用传统的“卯榫构造”形式,进行连接构造的。
什么是“卯榫构造” ——
卯榫,是“卯眼”、“榫头”两个名词的简称,在传统的木工加工制作中,连接两个或多个木材构件,一般就采用“卯榫构造”的形式。其中,木材构件上的凹入部分,称为“卯”(或者叫“卯眼”,也有的地方叫“卯口”、“榫眼”等),凸出部分,则称为“榫”(或者叫“榫头”)。
最基本的卯榫结构,是由“卯眼”和“榫头”两个部分组成,“榫头”插入“卯眼”中,使两个构件连接并固定。
榫头伸入卯眼的部分,被称为“榫舌”,其余部分,则称作“榫肩”。
卯榫,按其位置或做法的不同,可以分有多种类型:
面与面之间的接合位置:槽口榫、企口榫、燕尾榫、穿带榫、札榫……
承重框架节点位置:格肩榫、双榫、双夹榫、勾挂榫、楔钉榫、半榫、通榫……
三个构件的接合位置:托角榫、长短榫、抱肩榫、粽角榫……
下面首先简要介绍几幅日本木结构住宅承重框架系统组成示意图——
一幢日式木结构住宅承重框架系统组成示意图01
上图简要说明 ——
房屋的下部,为整体结构的现浇钢筋混凝土地下架空层基础,房屋的中部,为2层结构的木结构承重框架,房屋的顶部,为双坡屋面阁楼木结构承重框架。
一幢日式木结构住宅承重框架系统组成示意图02
上图简要说明 ——
房屋的下部,为整体结构的现浇钢筋混凝土地下架空层基础,房屋的中部,为2层结构的木结构承重框架,房屋的顶部,为双坡屋面阁楼木结构承重框架。
一幢日式木结构住宅结构组成示意图03
以下部分图例,为日式住宅,木结构承重框架系统中,节点位置,采用类似“卯榫构造”连接形式的一些情况。
木材构件,多种卯榫构造形式,构件一宗。
天然实木构件,梁、柱,垂直卯榫构造连接。
天然实木构件,梁、柱,垂直卯榫构造连接。
天然实木构件,梁与梁续长,卯榫构造连接
天然实木构件,梁与梁续长,卯榫构造连接。
天然实木构件,构件之间,水平卯榫构造连接。
天然实木构件,梁与梁之间,水平卯榫构造连接。
天然实木构件,三根构件之间,卯榫构造连接。
整体结构的现浇钢筋混凝土地下架空层基础(日本叫“筏板基础”)的上部,首先,在混凝土基础墙的顶面上,分散放置许多黑色的通风透气的特殊构造的塑胶垫块,然后,穿透预先埋设的镀锌钢制螺栓(日本叫“地脚螺栓”),水平放置固定木材构件(日本叫“土台”)。图为两相互垂直的水平“土台”之间,采用“卯榫构造”的连接情况。
水平的“土台”构件,与垂直的“立柱”之间
木结构承重框架系统
木结构承重框架系统,搭建过程中
木结构屋架,承重框架系统,搭建过程中
木结构承重框架,系统搭建过程中,梁与柱
木结构承重框架,系统搭建过程中,梁与梁续长
木结构承重框架,系统搭建过程中,梁与柱
日本木结构独立住宅,施工过程中,“上栋式”
一幢单层木结构独立住宅,承重框架搭建完成的施工现场的外观
一幢木结构独立住宅,“卯榫构造”承重框架
一幢木结构独立住宅,“卯榫构造”承重框架
一幢木结构独立住宅,“卯榫构造”承重框架
一幢木结构独立住宅,“卯榫构造”承重框架
一幢木结构独立住宅,“卯榫构造”承重框架
一幢单层木结构独立住宅,承重框架搭建完成的施工现场的外观
卯榫构造”承重框架,施工现场,局部特写
木结构承重框架,施工搭建,结构系统组成,规格编号示意图。
采用“卯榫构造”的木结构承重框架,配套使用的部分“木销子”。
卯榫构造的木结构承重框架,节点位置,使用“木销子”的情况
一幢木结构独立住宅,梁与柱,“卯榫构造”,局部特写。
一幢木结构独立住宅,“卯榫构造”承重框架
一幢木结构独立住宅,“卯榫构造”承重框架
一幢木结构独立住宅,“卯榫构造”承重框架
“卯榫构造”承重框架,施工现场的外观。
施工现场中有“上栋式”的一些标志物。
施工现场的内部,局部特写。
“卯榫构造”承重框架,施工现场,集体合影留念
“卯榫构造”承重框架,施工现场的内部一瞥。
“卯榫构造”承重框架,施工现场的内部一瞥。
“卯榫构造”承重框架,施工现场的内部一瞥。
“卯榫构造”承重框架,施工现场,局部特写。
“卯榫构造”承重框架,施工现场,局部特写。
“卯榫构造”承重框架,施工现场,局部特写。
“卯榫构造”承重框架,施工现场,局部特写。
“卯榫构造”承重框架,施工现场的内部一瞥。
分析以上图例,可以看出,木结构承重框架结构系统中,节点位置的“卯榫构造”形式,特别是在“卯”的位置上,由于构造开口较大,因而会减小木材构件的原有承载截面的尺寸,损伤木材构件整体性能,影响木材构件承载能力的发挥。
采用“卯榫构造”形式的木结构住宅,为了保证结构系统的安全结实,所使用的承重框架结构中的木材构件,大都比较粗大笨重。
日本现代木结构住宅,在传统的木结构承重框架的构造连接基础上,也有许多改良的配套措施,比如使用所谓的“金物补强”技术,充分发挥了传统木材和现代钢材这两种材料各自的优势,在木结构承重框架的节点位置,使用一些金属连接件,对木结构承重框架的节点位置,进行增强加固。这些现代构造措施的应用,极大地提高了传统木结构住宅的整体承载能力,提升了木结构住宅的抗震性能。
以下部分图例,为日式现代木结构住宅,承重框架系统中,使用金属连接件,增强住宅坚固结实和抗震性能的一些情况——
从图中可以看出——
1、水平的“土台”木结构构件,通过预埋的镀锌钢制螺栓,牢固地与混凝土基础墙的顶部连接在一起。
2、木结构承重框架中的“立柱”构件,也是通过配套的预埋螺栓与金属连接件,与“土台”、与“基础墙”牢固地连接在一起。
3、图中倾斜、交叉设置的“筋交”木材构件,在下部端头,也是使用专用的金属连接件,与“立柱”牢固地连接在一起。
4、当然,“土台”构件,与混凝土基础墙的顶面之间,设置有黑色的特制通风透气垫块
为抵抗水平力破坏,增强整个结构系统的抗震能力,而设置的交叉斜
(摘自《预制建筑网》)