第12篇 木结构施工检测技术.pdf
第十二篇木结构施工检测技术 第一章木结构损坏与检查 第一节木结构损坏现象分析 木材是良好的建筑材料, 也是各行各业和日常生活不可少的材料。随着我国经济建 设的迅猛发展, 木材用量与日俱增, 而产量却受其自然生长条件的限制。因此, 大力节约 木材对我国经济建设具有十分重要的意义。目前, 木结构在大中城市建筑工程中应用较 少, 但由于其具有就地取材、 制作简便、 自重轻、 容易加工和安装等优点, 在山区、 林区、 边 远地区和农村, 还广泛地应用于中小建筑物和构筑物中。尤其是古建筑, 其木材的应用量 较大。 木结构在正常的使用条件下, 是耐久而可靠的, 但由于影响其材质的因素较多, 如果 使用不当, 维护不善, 设计不周, 施工不良, 则会使结构产生腐朽、 腐蚀、 蛀蚀、 变形开裂及 着火危险等多种病害而过早破坏。因此, 相对于其他结构, 木结构更需要有正确的使用和 检查, 及时的预防和维修, 以保证结构的安全, 延长其使用寿命。 木结构的损坏现象主要为腐朽、 腐蚀、 蛀蚀、 变形开裂及燃烧, 维修中最常见的是腐 朽。调查表明, 因腐朽造成的事故占木结构事故的一半以上, 其次为蛀蚀和变形开裂。 一、 腐蚀现象分析 许多工厂都需要使用或生产具有强腐蚀性的酸、 碱、 盐或有机溶剂等化工原料和产 品。此外, 有些工业生产过程中, 还有腐蚀性的废气、 废液或废渣排放出来。这些具有腐 蚀性的物质浸入到木材内部, 就会使厂房建筑中的木结构受到腐蚀而发生破坏。目前常 采用浸蜡的木结构来防止酸雾的腐蚀, 具有良好的效果。方法是 将石蜡加温熔化, 在 “左右恒温, 然后将木构件浸入石蜡溶液中, 经 “ ’ (约浸入 ’’) 后即可使用。 经浸蜡的木结构, 密封性好, 硬度高, 耐酸力强。 二、 变形开裂分析 木结构在长期使用后, 一般均有变形开裂现象产生。木材的变形开裂主要是由于木 材有着干缩开裂的缺点以及具有木节、 斜理纹等疵病。这些缺陷的存在, 使木材在使用过 程中改变了力学性能, 对结构的安全产生危害, 甚至使结构发生破坏。 (一) 干缩开裂 木材在干燥过程中, 因为水分蒸发而产生变形收缩。由于其所含水分沿截面内外分 布和蒸发速度不匀, 因而收缩时沿年轮切线方向产生拉应力, 使木材产生翘曲甚至开裂, “ 第十二篇木结构施工检测技术 即干缩开裂。木材干裂的规律是 一般裂缝均为径向, 由表及里的向髓心发展。 干缩裂缝的大小、 轻重程度及其位置与木材的树种、 制作时的含水率和选材措施等因 素有关。一般密度较大的木材, 因其收缩变形较大而易于干裂; 制作时含水率低, 干缩就 轻; 在锯料中由于木材年轮被切断, 其裂缝较圆木少。有髓心的木材, 裂缝较严重; 没髓心 的木材, 裂缝较轻微。制作时, 可采用 “破心下料” 的方法, 如图 “ 所示, 将木材从 髓心处锯开, 获得径向材, 减小了木材干缩时的内应力, 大大降低了裂缝出现的可能性。 图 “ 木材破心下料图 判定干缩裂缝对结构是否有危害, 不在于裂缝的宽窄长短、 深浅, 主要是考虑裂缝所 处的位置。 对于受拉构件, 如果裂缝不处在构件联接部位的受剪面上或受剪面附近, 对结构承载 力的影响较小, 一般没有直接危害。否则, 若裂缝处于构件的受剪面或附近, 其危害较大, 可造成构件联接处的破坏, 如图 “ “ 所示, 必须引起足够的重视。在受压构件上, 如 果干缩裂缝长而深, 就会使构件分成两半, 从而降低了构件的刚度, 使构件较早失去稳定。 在受弯构件的受弯侧面, 如木材具有纵向裂缝, 使得受剪面积减小。对于构件端部和截面 高度中央的双面裂缝, 其剪应力最大, 因此该处是最危险。另外, 侧面裂缝还能使该处剪 切变形增加, 使得构件的上半部、 下半部因剪切变形而产生位移。 图 “ “单齿联接受剪面上的干缩裂缝 从以上分析可知, 在构件剪力面上的干缩裂缝是最危险的, 因为剪力面的削弱会使构 件或联接处遭受破坏。 (二) 疵病 木材由于构造不正常, 或加工时受到损害, 或由于外来因素, 使正常材质发生改变, 以 致降低了木材的利用价值, 甚至完全不能使用称为木材的疵病, 又称木材的缺陷。其主要 有木节和斜理纹两种。 “ 建筑结构试验检测技术与鉴定加固修复实用手册 “木节 指包围在树干中的树枝基部, 是一种天然缺陷, 分为活节、 死节、 漏节三种。木节破坏 木材的均匀性和完整性, 在很多情况下会降低木材的力学性质。木节对顺纹抗拉强度的 影响最大, 而对顺纹抗压强度影响最小。木节对抗弯强度的影响很大程度上取决于木节 在构件截面高度上的位置, 越接近受拉边部, 影响越大, 位于受压区时, 影响较小。木节的 存在, 却使木材的横纹抗压强度、 顺纹和横纹抗剪强度增大。活节由于其周围木质紧密相 连, 故对木材强度影响较小。 “斜理纹 其是木材的一种常见缺陷, 简称斜纹或扭纹。斜理纹的存在, 使木材的强度有着各向 异性的特点, 如力的作用方向与木纹方向之间的角度不同, 它的强度有很大的差别。因 此, 使用木材时应特别说明木纹的方向。图 示出木材在不同木纹方向的受力情 况。 图 木材在不同木纹方向的受力 斜理纹的存在, 使木材的顺纹抗拉、 顺纹抗压和抗弯强度降低, 纹理越斜, 影响就越 大, 斜理纹还会使板材容易开裂和翘曲, 使柱材严重弯曲。 三、 腐朽现象分析 腐朽是木结构最严重的一个缺点, 木结构的使用寿命主要取决于腐朽的速度。 (一) 腐朽的原因 木材的腐朽是由于真菌在木材中寄生而引起的。侵蚀木材的真菌有三类, 即木腐菌、 变色菌及霉菌。真菌是一种低等植物, 其对木材的侵蚀方式随菌类而异。 () 木腐菌菌丝 (营养器官) 伸入木材细胞壁内, 分解细胞壁的成分作为养料, 造成 木材的腐朽。木材腐朽后, 细胞被彻底破坏, 使木材的力学性质发生改变。木腐菌在木材 “ 第十二篇木结构施工检测技术 中寄生, 有很多菌丝, 即使将腐朽明显的部分除去, 仍不能避免其它部分腐朽, 除非采取防 止腐朽的措施。 () 变色菌最常见于边材中, 以细胞腔内含物 (如淀粉、 糖类等) 为养料, 不破坏细胞 壁。变色菌使边材变成红、 蓝、 绿、 黄、 褐或灰等颜色, 除影响外观外, 对木材强度影响不 大, 建筑上可不考虑。 (“) 霉菌生长在木材表面上, 是一种发霉的真菌, 对材质无甚影响。将木材表面刮 净就可清除。 (二) 防止腐朽的方法 限制木腐菌生长的条件 木材腐朽是由于木腐菌寄生繁殖所致, 所以, 可以通过破坏木腐菌在木材中的生存条 件, 达到防止腐朽的目的。 () 温度木腐菌能够生长的适宜温度是 “’, 当温度高于 ’时, 木腐菌不能 生存, 在 以下一般也停止生长。 () 含水率通常木材含水率超过 ’* *, 木腐菌才能生长, 但最适宜生长的含 水率在 ’* ,’*, 也有少类木腐菌在 * “*。不同的木腐菌有不同的要求。一般 情况, 木材含水率在 ’*以下木腐菌就难以生长。 (“) 空气一般木腐菌需要木材内含有 * *的空气量才能生长。木材长期浸 泡在水中, 使木材内缺乏空气, 能够避免木腐菌的侵害。 () 养料木腐菌所需的养料是构成细胞壁的木质素或纤维素。如果木材含有多量 的生物碱、 单宁和精油等对木腐菌有毒的成分, 木腐菌就会受到抑制甚至死亡。不同树种 由于所含这些成分的数量不同, 对腐朽的抵抗能力也不同。 构造上的防腐措施 () 屋架、 大梁等承重构件的端部, 不应封闭在砌体、 保温层或其它通风不良的环境 中, 周围应留出不小于 -. 的空隙, 以保证具有适当的通风条件, 即使一时受潮, 也能及 时风干。同时, 为了防止受潮腐朽, 在构件支座下, 还应设防潮层或经防腐处理的垫木。 原有梁、 架支座没有防潮措施的, 在维修中应增设。图 / / 为外排水屋盖端部通风 防腐构造图。 图 / / 外排水屋盖端部通风防腐构造图 “ 建筑结构试验检测技术与鉴定加固修复实用手册 () 木柱、 木楼梯等与地面接触的木构件, 都应设置石块或混凝土块垫脚, 使木构件高 出地面, 与潮湿环境隔离。垫脚顶面与木构件底面间应设置油毡或涂防腐沥青并铺设油 纸, 不得将木构件直接埋入土中。 (“) 结构周围空气中含有水汽, 当温度变化时, 结构表面就会产生冷凝水。这种冷凝 水常出现在其它建筑材料与木材的接触表面上, 使木材受潮, 加快木材的腐朽。可采取涂 刷油漆或将木材与其它建筑材料用油纸隔开的方法。 “防腐的化学处理 木结构在使用过程中, 若不能用构造措施达到防腐目的, 则可采用化学处理的方法进 行防腐。对于木结构, 防腐化学剂的要求是 有效时间长; 能渗入到木材内部; 不损害金属 连接体; 对木结构的强度影响较小; 在室内使用时, 应对人无害。 () 木材防腐剂的种类。木材防腐剂一般分为水溶性防腐剂、 油溶性防腐剂、 油类防 腐剂和浆膏防腐剂。它们的特性、 适用范围、 配方及处理方法见表 。 木材防腐药剂的配方、 剂量、 特性及适用范围表 类别名称 配方 () (质量分数) 含量 (质量 分数) () 剂量处理方法特性运用范围 水 溶 性 氟酚 合剂 五氯酚钠“’ 氟化钠 碳酸钠’ 硼酚 合剂 硼酸“ 硼砂“’ 五氯酚钠“’ 硼铬 合剂 硼酸* 硼砂* 重铬酸钠 (或重铬酸钾) 氟砷铬 合剂 氟化钠 砷酸钠 (或砷酸氢钠) 重铬酸钠 铜铬砷 合剂 硫酸铜“’ 重铬酸钾*’ 砷酸氢二钠 ’ *’ ,-. /“ (干剂) ,-. /“ (干剂) 常温浸渍, 热冷 槽处理, 加压处理 不腐蚀金属, 不 影响油漆, 遇水较 易流失 室内不受潮的木 构件防腐 无臭味, 不腐蚀 金属, 不影响油漆, 遇水较易流失, 对 人畜无毒 室内不受潮的木 构件防腐 *’ ,-. /“ (干剂) 常温浸渍, 热冷 槽处理, 加压处理, 减压处理 常温浸渍, 加压 处理, 减压处理 无臭味, 毒性较 大, 不腐蚀金属, 不 影响油漆, 遇水不 易流失 防腐效果良好, 但不应用于与人经 常接触的木构件 油 溶 性 五氯粉、 林丹合剂 五氯粉* 林丹 (或氯丹) 柴油0’ ’ * ’,-. /“ (干剂) 常温浸渍, 热冷 槽处理, 加压处理, 双真空处理 不腐蚀金属, 不 影响油漆, 遇水不 流失, 对防火不利 用于易腐朽的木 构件防腐 “ 第十二篇木结构施工检测技术 续表 类别名称 配方 () (质量分数) 含量 (质量 分数) () 剂量处理方法特性运用范围 油 类 混合 防腐油 煤杂酚油“ 煤焦油“ 强化 防腐油 混合防腐油 五氯酚 ’ *,- . (涂刷法) / ,- . (涂刷法) 热冷槽处理, 加 压处理, 涂刷 * 次 有恶臭、 木材处 理后呈黑褐色, 不 能油漆, 遇水不流 失, 对防火不利 用于经常受潮或 与墙体接触的木构 件防腐 浆 膏 氟砷沥青 浆膏 氯化钠0 砷酸钠 1 号石油沥青 ** 柴油 (或煤油) */ ’2 ,- .涂刷一次 有恶臭, 木材处 理后呈黑褐色, 不 能油漆遇水不流失 用于经常受潮或 处于通风不良情况 下的木构件防腐 (*) 木材防腐的处理方法 ) 涂刷法适用于现场处理。采用油类防腐剂时, 在涂刷前应加热; 采用油溶性防腐 剂时, 选用的溶剂应易于被木材所吸收; 采用水溶性防腐剂时, 含量可稍高。涂刷要充分, 一般不少于两次, 有裂缝处必须用防腐剂浸透。 *) 常温浸渍法把木材浸入常温防腐剂中处理。此种方法对易浸注且易干燥的木材 可取得良好的防腐效果。浸渍时间根据树种、 截面尺寸和含水率而确定, 可几小时到几 天。 ) 热冷槽浸注法采用热、 冷双槽交替处理。先将木材在热槽中加热, 木材外层的空 气和水汽因受热而散失, 然后迅速将木材放入冷槽中, 木材外层中残留的空气和水汽因冷 却而收缩, 使木材外层出现部分真空状态形成负压, 从而将冷槽中的防腐药剂吸入木材内 部。浸渍时间随树种、 截面大小、 含水率不同而异, 一般要求防腐剂达到预定的吸收量。 0) 压力浸渍法将需要处理的木材放入密闭压力罐中, 充入防腐剂后密封施加压力 (一般为 30456) , 强制防腐剂注入木材中。这种方法处理的木材, 能够取得较好的 注入深度, 并能控制防腐剂的吸收量。但设备和工艺较复杂, 只适用于防腐要求较高的木 材, 并要由专业防腐厂处理。 四、 燃烧现象分析 木材本身可以燃烧, 而且在燃烧过程中产生热量, 助长火焰的发展。这对木结构的防 火是十分不利的。木材的燃烧, 是由外向内使木材逐渐炭化, 减小了构件的有效截面面 积, 使结构失去承载力。木结构的防火, 首先要考虑防火间距、 设置防火墙、 消防给水等措 施, 还要根据结构本身考虑如下措施 () 构件采用整块圆木或方木, 并将其表面刨光。 (*) 在设计与施工时, 应使木构件远离热源, 若必须紧贴高热设备时, 应采取局部隔热 措施, 用抹灰、 砖、 混凝土、 石棉板等作木结构的隔离层。 “ 建筑结构试验检测技术与鉴定加固修复实用手册 () 对木结构进行药剂防火处理, 变易燃体为难燃体。防火药剂处理的方法有两种, 即涂刷和浸渍。涂刷防火涂料能起到小火不燃, 并具有起火初期不会迅速发展, 离开火焰 后自行熄灭的作用。常用的防火涂料是丙烯酸乳胶。这种涂料无抗水性, 只适用于顶棚、 屋架及室内木构件。浸渍的工艺较复杂, 木材防火浸渍剂的特性和用途见表 “ “ 。 木材防火浸渍等级应按房屋建筑耐火等级对木材耐火极限的要求确定 一级浸渍, 保证木 材无可燃性; 二级浸渍, 保证木材缓燃; 三级浸渍, 在露天火源作用下, 能延迟木材燃烧起 火。对于露天结构或易受潮湿的木构件, 经过防火剂处理后, 尚应加防水层保护。 木材防火浸渍剂的特性和用途表 “ “ 名称 配方组成 () (质量分数) 特性适用范围处理方法 铵氟合剂 磷酸铵 硫酸铵’ 氟化钠““ 空气相对湿度超过 时易吸 湿, 降低木材强度 “ * “ 不 受 潮 的 木结构 加压浸渍 氨基树脂 “, 型 甲醛,’ 尿素, 双氰胺“ 磷酸 空气相对湿度在 “以下, 温 度为 -时, 不吸湿, 不降低木材 强度 不 受 潮 的 细木制品 加压浸渍 氨基树脂 ./“,, 型 甲醛’ 尿素 双氰胺 磷酸 氨水, 空气相对湿度在 以下, 温度 为 -时, 不吸湿, 不降低木材强 度 不 受 潮 的 细木制品 加压浸渍 五、 蛀蚀现象分析 (一) 蛀蚀产生原因 木材除受真菌的侵蚀而被腐朽外, 还会遭受昆虫的蛀蚀。昆虫在树皮内或木材细胞 中产卵, 孵化成幼虫, 幼虫蛀蚀木材, 形成大小不一的虫孔。蛀蚀木结构的昆虫主要是白 蚁, 它常将木材内部蛀空, 而外表仍然完好, 看不到明显痕迹而使木结构破坏。白蚁为害 的特点是 面广、 隐蔽, 严重时能造成房屋倒坍和堤坝决口等灾害性事故。世界上已知危 害房屋建筑的白蚁约 “ 多种, 主要危害品种有 , 种。我国常见危害房屋建筑的白蚁有 ’ 种, 其中家白蚁、 截头堆砂白蚁属世界主要危害品种。不同种类的白蚁, 其形状、 生活习 性和防治方法等也有所不同。为了有效地防治白蚁, 必须正确地识别白蚁的种类。我国 常见的白蚁有黄胸散白蚁、 家白蚁、 木白蚁、 黑翅土白蚁等。对这些白蚁可根据其头部特 征、 蚁巢、 蚁路、 危害情况及长翅成虫的颜色和分飞时间等进行识别。见表 “ “ 所 示。 “ 第十二篇木结构施工检测技术 几种常见白蚁的鉴别法表 “ 内容 白蚁种类 兵蚁头部特征 长翅繁殖蚁的颜 色和分飞时间 蚁巢蚁路危害情况 木白蚁 头部近似方形, 前端和上颚均为 黑色, 后部为暗赤 色, 背面观既短且 厚, 触角 “ 节 头部为赤褐色, 体赤 褐色, 前翅鳞大, 覆于 后翅鳞之上, 翅黄褐 色, 触角 ’ 节, 单 眼很小, 接近复眼, 无 联接, 没有工蚁, 在每 年 ’ 月闷热中午前 后分飞 依 木 为 巢 木 材 中 被 蛀 成 许 多隧道状, 即是蚁路 危害建筑木材、 树 木、 干硬木料, 如门、 窗、 梁、 柱、 地板以及 家具等 家白蚁 头部为浅黄色 卵圆形, 上颚为褐 色镰刀形, 头部背 面有泌乳孔, 触动 后能分泌乳白色 液体 身为黄褐色, 翅微带 淡黄色, 在每年 月大雨前后闷热的傍 晚分飞 巢 大 而 复杂, 有主 巢和副巢, 主巢有 “王 室” 蚁 路 粗 大比较直 危害性大, 高层楼 房它也能危害, 主要 蛀蚀房屋中的木结 构 黄胸散白蚁 头部为淡黄色 长方 形, 四 角 略 圆, 从头部侧面观 察, 额部凸起, 无 泌乳孔, 不能分泌 乳白色液体 身体为棕褐色, 翅为 淡褐色, 前胸背面为橙 黄色。在南方每年 “ ’ 月, 北方 ’ 月 下旬闷热的中午前后 分飞 黑胸散白蚁 头部为黄色或 黄褐色长方形, 四 角略圆, 从头部侧 面观察, 额部不凸 起, 头 部 无 泌 乳 孔, 不能分泌乳白 色液体 胸部为黑色, 腹部颜 色稍淡, 翅为黑褐色。 在每年 ’ 月闷热的 中午前后分飞 巢 小 而 简单, 不分 主、副 巢, 巢 内 没 定 形 的“ 王 室” 蚁 路 细 而弯曲 危害部位一般接 近地面, 主要蛀蚀树 根、 房屋的木地板、 搁栅和木柱脚等 危害部位一般接 近地面, 但有时也能 蛀蚀房屋的木楼板 搁栅和木屋架等 黑翅土白蚁 头部为深黄色 卵圆 形, 无 泌 乳 孔, 但口中能分泌 乳白液体 胸腹的背面为黑褐 色, 在前胸背面的中央 有一淡色的十字纹, 翅 为黑褐色, 在每年 月闷热的傍晚雷阵 雨前后分飞 巢 在 地 下 泥 土 中 “* 深 处,复 杂, 有主副巢, 菌圃巢, 有 “王室” 蚁 路 很 宽 阔 主要危害农作物 和堤坝等 ““ 建筑结构试验检测技术与鉴定加固修复实用手册 (二) 白蚁的防治措施 防治白蚁是一项长期工作, 必须贯彻 “以防为主, 防治结合” 的方针。预防的方法有两 种 生态预防, 如改革房屋设计、 改变环境条件、 控制白蚁的生存条件。对于白蚁为害的 建筑物, 设计上要注意通风、 防潮、 防漏和透光; 选用具有抗御白蚁的树种, 避免木材与土 壤直接接触; 房屋周围的木材、 杂物等应及时清理, 保持清洁, 以防白蚁孳生。“药物处 理, 使木材能够抵抗白蚁的侵害。在白蚁危害严重的地区, 对外露的木结构墙缝和木材裂 缝, 要用砂浆或腻子嵌填, 以防止白蚁进入繁殖; 对房屋易受白蚁蛀蚀的部位如木楼梯下、 木柱角、 木梁、 木屋架端节点等处, 应喷洒或涂刷杀虫剂进行预防; 对于新建房屋易受白蚁 侵蚀的部位, 可涂刷和浸渍防蚁药物进行处理。常用的防蚁药物有 防蚁油 杂酚油、 蒽油、 页岩原油等。 水溶性防蚁合剂 硼酚合剂、 铜铬砷合剂。 油溶性防蚁合剂 林丹五氯酚合剂、 氟砷沥青膏浆、 强化防白蚁油剂等。 一般防腐化学药剂都具有一定的防虫性能。 第二节木结构施工检查 由于木结构在制作和使用过程中, 产生病害和缺陷的因素较多, 病害的发展也较快。 因此, 要防止木结构发生事故, 除了必须精心设计与施工、 选材必须确保质量外, 尚需在使 用过程中定期对木结构进行检查, 发现问题及时处理, 以保证木结构正常工作, 达到安全 使用的目的。 木结构在使用过程中的检查内容应包括 结构的变形、 结构的整体稳定、 结构的受力 状况、 有无腐朽及蛀蚀现象、 木材缺陷的影响等几个方面。 一、 结构的变形检查 木结构在工作状态下的变形, 随时间的增长而增加, 当发展到一定程度时, 就会影响 结构的安全。引起木结构产生变形的因素较多, 一般常见的原因有 木材的收缩、 腐朽、 局 部损坏; 刚度不足或支撑不够; 制作安装存在偏差; 设计及使用中形成的缺陷等。 木结构变形的检查, 对于桁架及水平受弯构件, 主要是测定其最大挠度和挠度曲线。 对竖向杆件, 应测定其倾斜度和侧向弯曲变形及曲线。当变形超过以下限度, 应视为有害 变形, 应根据实际情况进行加固修理。 “榫结合桁架的挠度超过桁架跨度的 时; “受压杆件的侧向弯曲度超过杆件长度的 时; ’“屋盖中的檩条、 楼盖中的主梁或次梁, 其挠度超过下列计算值时 “ ( * * ) 式中“ 檩条或梁的跨度; 檩条或梁的截面高度。 ““ 第十二篇木结构施工检测技术 二、 结构的整体稳定检查 木结构的整体稳定, 是靠支撑系统和其它构造措施来保证的。如支撑不完善、 布置不 适当或锚固不牢, 就会在垂直于结构平面的外力作用下产生倾斜和侧向变形。此外, 由于 施工误差 (如桁架上弦接头抵接面有偏心等) 或材质存在缺陷 (如压杆翘曲、 材质不匀) 等 原因, 在垂直荷载作用下, 就会使受压构件向桁架外凸出。这些情况都会导致结构丧失稳 定而破坏。 在木结构整体稳定的检查中, 对于木柱及桁架, 主要观测其倾斜及侧向挠曲度, 桁架 上弦及接头部位有无外凸现象; 对于木屋盖, 应检查其是否符合设计规范的要求, 空间支 撑的布置能否保证屋面刚度; 对支撑系统应检查锚固措施有无松脱失效等情况。 三、 结构的受力状况检查 木结构中个别受力构件强度或稳定性不足, 就会发生构件的损坏或退出工作状态的 现象, 致使其它构件超载工作。而对于整个结构, 若联接受损、 节点松脱、 局部变形等, 也 会使一部分构件退出工作, 致使结构的承载力下降, 甚至使整个结构破坏。因此对木结构 在使用过程中的受力状况检查, 是一项重要的内容。对于受拉构件, 要检查其有无断裂现 象; 而受压和受弯构件要检查其是否有过大的屈折。对于结构的整体受力检查主要是 联 接的受剪面是否有裂缝; 受拉接头是否有过量的滑移; 栓孔 (销孔) 是否出现裂缝; 节点承 压面是否离缝或产生挤压变形等。 四、 腐朽或蛀蚀检查 木结构在发生腐朽或蛀蚀后, 就会改变其力学性能, 严重影响结构的承载能力, 甚至 引起结构的破坏。 木结构腐朽病害的常见部位主要有 () 处于通风不良及经常受潮的部位; (“) 木材时干时湿的部位; () 温度、 湿度较高房屋中的木构件; () 结构使用的木材易受菌害, 耐腐性差。如马尾松、 桦木等。 木材腐朽的外观检查主要有 () 颜色由黄变深, 年代越久越深, 最后呈黑褐色。 (“) 外形木材干缩, 龟裂成块, 呈碎粉状, 自然脱落, 使木材断面缩小。 木结构易受蛀蚀的常见部位 () 木梁、 木搁栅的端部, 木梁与木柱的交接处以及木屋架端节点等处。 (“) 木柱脚、 木门框角、 木地板、 楼梯等处。 木材的蛀蚀表面一般没有形迹, 偶而会发现 表面有蚁迹、 蚁路; 截面较大的木梁, 被 蛀蚀一侧的木材表面有隆起现象。 由于木材的腐朽往往是从木材的内部 (髓心) 开始, 表面上不易直接观察到, 而蛀蚀的 木材表面一般也没有痕迹。因此, 检查鉴定木结构的腐蚀、 蛀蚀是通过内部检查的方法进 ““ 建筑结构试验检测技术与鉴定加固修复实用手册 行的。用铁锤敲击被检查木料, 若发出 “扑扑” 的声响, 则木材内部多数已发生腐朽或被蛀 蚀。若要进一步确定, 可用木钻钻入木材的可疑部位, 根据内部松紧程度及钻出木屑的软 硬程度来判断内部材质状态。此方法较准确, 但缺点是造成构件断面减小, 必须有选择地 采用, 并应采取补救办法。 五、 木材缺陷检查 对受力构件上存在木节、 斜纹、 髓心等疵病、 缺陷的部位, 应进行重点检查。查明有无 影响受力的裂缝, 是否出现异常变形现象。特别对受拉构件、 受弯构件的受拉区、 联接以 及接头处的剪切面等部位上存在的缺陷, 必须进行分析鉴定, 对受力影响较大的, 应采取 加固措施。 ““ 第十二篇木结构施工检测技术 第二章木结构施工质量检测 第一节木结构施工材料要求 一、 木屋架和梁、 柱制作工程 (一) 木材 “ 树种要求 木屋架和梁柱所用木材的树种应符合设计要求。在制作原木屋架时, 一般采用杉木 树种。在制作方木屋架时, 一般采用松木树种, 如东北松、 劳松、 美松等。 “ 材质等级 () 承重木结构方材选材标准见表 。 承重木结构方材选材标准表 项 次 缺陷名称 木材等级 等材“等材等材 受拉构件或拉弯构件受弯构件或压弯构件受压构件 腐朽不允许不允许不允许 木节 在构件任一面任何 ’ 长度上所有木节尺寸的总和, 不 得大于所在面宽的 (连接部位为 *) 斜纹 任何 ’ 材长上平均倾 斜高度, 不得大于 ’’,’’’’ *裂缝() 在连接的受剪面上。 () 在连接部位受剪面 附近, 其裂缝深度 (有对面裂缝时 用两者之和) 不得大于材宽的 不允许 * 不允许 不允许 不限 髓心应避开受剪面不限不限 () 承重木结构原木选材标准见表 。 ““ 建筑结构试验检测技术与鉴定加固修复实用手册 承重木结构原木选材标准表 “ “ “ 项 目 缺陷名称 木材等级 等材“等材等材 腐朽不允许不允许不允许 “ 木节() 在构件任何 长度上沿周长所有木节尺寸总 和, 不得大于所测部位原木周长 ’’不限 (“) 每个木节的最大尺寸, 不得 大于所测部位原木周长的 ’ (连接部位为 ’“) ’*’* 扭纹 小头 材长上倾斜高 度不大于 “ 虫蛀容许有表面虫沟, 不得有虫眼 髓心应避开受剪面不限不限 , 含水率 木材中所含水分多少, 直接影响木材强度, 并在干燥过程中使木材产生裂缝和变形。 对用于制作木屋架和梁柱所用的木材, 应控制其含水率。 () 原木或方木结构含水率应不大于 “-。 (“) 板材结构及受拉构件的连接板含水率应不大于 -。 () 通风条件较差的木构件含水率应不大于 “-。 , 防腐、 防虫、 防火处理 设计中有对木结构要求防腐、 防虫、 防火处理的, 必须按照木结构工程施工及验收规 范要求进行处理。 (二) 钢材及附件 木结构所须用的钢材钢号及附件 (如钢拉板、 螺帽垫板) 二、 屋面木骨架工程 屋面木骨架包括檩条、 椽条、 挂瓦条、 屋面板、 封山板、 封檐板。檩条是屋面系统主要 受力构件。木骨架材料要求同 “木屋架、 梁、 柱制作工程” 。 第二节木结构施工工艺 一、 施工准备 (一) 材料 , 制作桁架、 拱、 檩条顺水条等构件的木材, 其种类、 质量、 规格应符合设计要求和施 ““ 第十二篇木结构施工检测技术 工规范的规定, 如有怀疑, 应进行试验检查, 符合要求方可使用。 “ 凡经处理的木材和木结构成品、 半成品, 在运输、 储存过程中, 要注意防止受潮、 碰 伤、 污染和烈日曝晒, 宜采用有上盖的仓库进行储存。 “ 钢木组合结构中所用的钢材、 焊条应符合设计的要求。 “ 其他材料如钢夹板、 填 (垫) 板、 连接螺栓、 元钉等。 (二) 作业条件 “ 制作桁架、 拱及其他承重木结构前, 应按照设计文件和施工图的要求编制工艺规 程。 “ 承重木结构拼装前, 应搭设好支架及脚手架才可进行操作。 “ 放样、 制作、 安装、 检查验收所用的钢尺的精度应一致, 并经计量检测部门检定, 取 得合格证明。 “ 在厂内制作的木结构, 运到现场后应核对构件数量和规格尺寸是否合乎安装要 求, 检查构件在装卸、 运输及堆放过程中有无损坏变形。对损坏、 变形的构件应予矫正或 重新加工, 并再次检查办理验收。 二、 操作工艺 (一) 木结构制作 “ 放样 () 制作桁架、 拱及其他承重木结构时, 应先按施工图放足尺大样。当结构完全对称 时, 可只放半个结构大样。 () 桁架的起拱高度, 若设计无明确要求, 起拱高度可取约为跨度的 ’’。 () 如图纸无特殊规定, 大样各构件的受力轴线必须交汇于节点。各节点大样的构造 必须详细绘制。放样完成后应由检验人员复验。 “ 下料 () 根据设计要求认真选料, 妥善计划, 不得任意锯割, 防止大材小用, 长材短用和优 材劣用。 () 结构上、 下弦和檩条使用的木材, 其弯曲偏差应符合施工规范的规定, 拱背均应向 上。弯曲偏差; 方木不应大于构件全长的 ’’, 原木不应大于构件全长的 ’’。 “ 零、 部件加工 () 受压接头及槽齿结合的承压面应加工平整, 凹凸倾斜的允许偏差为 。受压 接头承压面应按构件的轴线垂直锯平, 不应采用斜搭接头。 () 屋架下弦两端的齿槽, 必须保证其位置的准确, 槽的深度与离端点长度, 以及槽底 至下弦底边的垂直距离, 均不允许少于图纸尺寸。 () 槽齿连接或构件接头处, 不得采用凹凸榫。 () 方木或原木立柱与卧梁或垫梁连接的榫头, 其厚度不得大于方木边宽或原木直径 的 , 宽度及高度不得大于方木边宽或原木直径的 , 榫槽深度较榫头高度大 * ’。 ““ 建筑结构试验检测技术与鉴定加固修复实用手册 () 受拉螺杆孔眼必须根据受力中心线准确制作。螺杆长度应符合要求, 不应太长用 木块作垫, 或过短而将木料挖凿深藏。 (“) 檩条、 顺水条的截面尺寸应符合设计要求。圆木檩条要削皮和斩平水面。 () 钢夹板、 螺栓及其他钢件应严格按照设计要求制作, 并除锈及涂上防锈涂料。 () 螺栓垫板的尺寸应符合设计要求, 不得用多块垫板来达到设计厚度。如设计无要 求时, 一般按下列规定 垫板厚度不少于螺栓直径的 ’, 且不少于 ’; 方形垫板的边 长、 圆形垫板的直径, 不少于螺栓直径的 * 倍。 ’* 装配 () 承重木结构的组装, 结合处连接应密合, 未贴紧的局部间隙不得超过 , 并不 得有穿透的缝隙。不得用木楔和金属板等填塞槽齿结合的齿槽或其他接头中的不密合 处。 () 在所连结的木构件上钻孔时, 应预先将全部木构件用螺栓夹紧或其他方法固定牢 靠, 用电钻一次钻通。当采用钢夹板或钢填板而不能一次钻通过, 应采取措施保证钢板与 木构件的钻孔位置和大小完全一致。 () 在面板或钢夹板上钻销孔时, 应使用样板。装配时利用面板或钢夹板做样板, 钻 通装配件上其他部分的销孔。 (’) 节点中心的系紧螺栓孔, 应使用样板预先将每一构件上的孔钻通。 () 钻头直径应与销的直径相等, 以紧合为度。受剪力螺栓的孔径大于螺栓直径不得 超过 ; 不受剪力螺栓的孔径可较螺栓直径大 , 。销或螺栓的一端应作成截头 圆锥体。 (“) 钢木桁架的圆钢下弦、 桁架主要受拉腹杆、 受振动荷载的拉杆等重要的受拉螺杆 必须戴双螺母, 收紧螺母后, 螺杆突出螺母外的长度不少于螺杆直径的 -* 倍。 () 制作钉结合的木结构时, 应遵守下列规定 当为对面钉时, 不应钉穿板束。如设计规定须钉穿时, 则钉尖应在垂直于木纹方向打 弯; 用落叶松或硬木制作的构件如需钉结合, 必须预先钻孔, 孔径为钉径的 -* , -*. 倍, 且钻孔深度不小于钉入深度的 -*“ 倍。如钉径大于 “, 不论钉结合构件使用何种木材 均应预先钻孔; 钉径不应超过最薄木板厚度的 ’; 钉结合各构件间的缝隙不得超过 。 () 装配钢木组合结构, 钢与木的接触角度应正确, 结合要严紧。钢拉杆必须平直, 驳 接的拉杆应采用双帮条焊接或闪光对焊, 不得用搭接焊。 (.) 木结构拼装完成后, 应垂直并排放置, 上下用板条钉连, 并加斜撑撑固, 以免倾倒。 (二) 木结构安装 * 桁架、 拱等木结构吊装前, 应根据图纸作一次全面检查, 复核合格后, 将各部位螺 栓拧紧, 并根据结构的形式和跨度