竹木材料是難得的負(fù)碳排建筑材料，竹木結(jié)構(gòu)建筑集綠色環(huán)保、輕質(zhì)高強(qiáng)、耐火抗震、易加工建造等優(yōu)勢(shì)于一身，是當(dāng)代建筑行業(yè)的新趨勢(shì)。現(xiàn)代竹木結(jié)構(gòu)技術(shù)發(fā)展日新月異，除常見(jiàn)的低層建筑和園林小品外，越來(lái)越向大跨、多高 層等建筑方向發(fā)展。完全裝配式的建造方式使得連接節(jié)點(diǎn)成為實(shí)現(xiàn)高度和跨越跨度的關(guān)鍵。 本文主要介紹竹木結(jié)構(gòu)常用的節(jié)點(diǎn)類型。

1、綁扎連接

在古代，人類對(duì)工具的使用尚不成熟，但這并不影響他們創(chuàng)造出舒服的庇所。他們選用柔韌性很好的藤條，將原木/原竹搭接后綁扎，這便是竹木結(jié)構(gòu)原始的連接形式——綁扎連接。

綁扎連接在人類早期建筑中應(yīng)用非常廣，例如畫(huà)作《清明上河圖》中建于北宋時(shí)期的汴河虹橋，橋面系采用短木互承的結(jié)構(gòu)形式實(shí)現(xiàn)大跨度跨越（后稱編木拱、疊梁拱或貫?zāi)竟埃?。其中互承的?jié)點(diǎn)便是采用榫卯連接與綁扎連接結(jié)合的方式。同一時(shí)期江浙一帶聞名于世的廊橋，多數(shù)也采用這種連接方式，至今仍有數(shù)座保存完好?，F(xiàn)如今，綁扎連接依然被廣泛應(yīng)用，例如以原竹為主要結(jié)構(gòu)構(gòu)件的建筑。

2、榫卯連接

榫卯連接是木結(jié)構(gòu)連接中的經(jīng)典之作，更是中國(guó)古建筑的重要結(jié)構(gòu)特色，它一般是指在木料上分別開(kāi)榫頭和卯眼/口，通過(guò)構(gòu)件相互咬合形成結(jié)構(gòu)的連接形式。

榫卯連接在現(xiàn)代木結(jié)構(gòu)中的應(yīng)用

談及榫卯連接，不得不提位于山西應(yīng)縣的佛宮寺釋迦塔(應(yīng)縣木塔) ，它竣工于1056年，主要連接方式為榫卯連接，歷經(jīng)千年多次遭遇強(qiáng)震甚至戰(zhàn)亂炮轟，仍然屹立不倒，常被稱作“斗拱博物館”。

縹緲層檐鳳翼張，南山相望郁蒼蒼，

七重寶樹(shù)圍金界，十色雯華擁畫(huà)梁。

金元時(shí)期大詩(shī)人元好問(wèn)曾以此詩(shī)句盛贊。

榫卯連接是一種半剛性節(jié)點(diǎn)，節(jié)點(diǎn)剛度介于鉸接和剛接之間。無(wú)論是拉壓、剪切還是轉(zhuǎn)動(dòng)工況下，節(jié)點(diǎn)均有一定變形能力，因此以榫卯連接的結(jié)構(gòu)是不同于當(dāng)代建筑排架、剛架或框架的一種柔性結(jié)構(gòu)體。榫卯結(jié)構(gòu)不僅可承受較大的豎向荷載，而且在地震作用下可以通過(guò)自身連接所產(chǎn)生的變形耗散大量能量，有效降低地震響應(yīng)。

3、齒連接

齒連接是方木/竹結(jié)構(gòu)常用的連接方式之一，它是將受壓構(gòu)件的端頭加工成齒榫，在另一與其連接的構(gòu)件上開(kāi)設(shè)齒槽，使得齒榫可以直接抵承在齒槽內(nèi)，通過(guò)抵承面承壓的方式進(jìn)行傳力。因此，齒連接的受力特點(diǎn)是：主要傳遞壓力，可以傳遞少量剪力，齒連接一般分為單齒連接和雙齒連接。

輕型木結(jié)構(gòu)中對(duì)齒連接的使用較多，齒連接構(gòu)造簡(jiǎn)單，傳力明確，加工方便，而且由于齒連接的構(gòu)造部分外露，方便后期檢查施工質(zhì)量和監(jiān)控工作情況。

4、銷類連接

銷類連接an全可靠、韌性和緊密性優(yōu)異、造型多樣且美觀，計(jì)算理論成熟，是現(xiàn)代竹木結(jié)構(gòu)常用的連接方式。銷類緊固件一般是用鋼材制成的圓棒狀或其他特定形狀的用來(lái)阻止被連接構(gòu)件之間發(fā)生相對(duì)滑移的連接物，根據(jù)此連接物類型的不同，銷類連接可分為以下四類：

(1) 釘連接

釘連接是指采用圓釘直接釘入被連接竹木構(gòu)件的連接方式。為了防止釘入導(dǎo)致木材劈裂，一般會(huì)對(duì)釘子尖部鈍化處理或預(yù)鉆小于0.8倍釘直徑的孔。釘連接施工便捷，工序簡(jiǎn)單，在輕木結(jié)構(gòu)中應(yīng)用較為普遍，例如墻體龍骨、樓蓋格柵等構(gòu)件間的連接。

(2) 螺釘連接

釘連接在受力較大或往復(fù)荷載頻繁的位置，容易發(fā)生失效或拔出等問(wèn)題，這種情況下螺釘鏈接成為它的不二替代。螺釘直徑較小時(shí)（一般≤6mm），無(wú)需預(yù)鉆孔，直接鉆入構(gòu)件，反之則需要預(yù)鉆孔以防構(gòu)件劈裂。螺釘連接延性好，緊密性高，在竹木結(jié)構(gòu)連接中應(yīng)用非常普遍，尤其是時(shí)下流行的CLT結(jié)構(gòu)，螺釘連接在此大放異彩。

(3) 銷連接

銷是由硬木、鋼或碳纖維等高強(qiáng)材料制成的圓棒，直徑小為6毫米。銷連接是使用銷直接穿過(guò)被連接構(gòu)件，銷軸抗剪以抵抗構(gòu)件相對(duì)滑移的連接方式，適用于重木結(jié)構(gòu)的連接，尤其在鋼填板-銷軸節(jié)點(diǎn)這種隱式連接中應(yīng)用廣泛。連接中竹木構(gòu)件預(yù)開(kāi)孔直徑通常比銷軸直徑小1-2mm，因此可通過(guò)銷軸與孔壁間的摩擦力防止銷軸滑脫，某些工程中為進(jìn)一步增強(qiáng)連接可靠性，設(shè)計(jì)人員會(huì)要求銷軸表面預(yù)刻花紋以提高摩擦力。

(4) 螺栓連接

螺栓連接一般采用六角頭螺栓，由螺桿、墊圈及螺母組成，在某些環(huán)境較差部位，為了防止螺栓銹蝕亦會(huì)增加防銹螺帽。螺栓連接與銷連接應(yīng)用范圍和受力特點(diǎn)均相似，但采用鋼夾板（鋼板位于竹木構(gòu)件側(cè)邊）節(jié)點(diǎn)時(shí)，銷連接不再適用，只能采用螺栓連接。螺栓通常比所連構(gòu)件預(yù)開(kāi)孔直徑小1-2mm，與木材直接接觸的墊圈應(yīng)采用大墊圈，在某些環(huán)境濕度變化較大的地區(qū)施工時(shí)，螺母應(yīng)進(jìn)行二次緊固，以防止材料脹縮產(chǎn)生松動(dòng)。

銷類連接主要用于傳遞剪力荷載，并且可以抵抗一定的彎矩和軸力。影響銷類連接承載力的因素有很多，例如：銷軸的直徑、數(shù)量、間距和邊距，連接件的尺寸，竹木材的密度和含水率等等。

5、鍵連接

當(dāng)銷類連接不能滿足承載力且連接區(qū)域無(wú)法布置更多的銷軸時(shí)，通常會(huì)用到鍵連接對(duì)銷軸進(jìn)行增強(qiáng)，以提高單銷抗剪承載力。竹木結(jié)構(gòu)常用的鍵連接有兩種：裂環(huán)和剪板。

6、齒板連接

齒板指表面經(jīng)過(guò)沖壓處理而成的鍍鋅鋼板或不銹鋼板，厚度通常為0.9mm-2.5mm。齒板連接多用于輕型桁架節(jié)點(diǎn)連接或受拉構(gòu)件的接長(zhǎng)，這種方式無(wú)需預(yù)先開(kāi)槽打孔，可以快速便捷的進(jìn)行桁架中各弦桿和腹桿的定位。工廠中拼裝好一榀桁架后，將桁架平放，同時(shí)用專門的壓力機(jī)將齒板直接壓入桁架中各個(gè)節(jié)點(diǎn)連接處。由于齒板是由薄鋼板制成，受壓承載力較低，故一般不能用于傳遞壓力。

7、植筋連接

植筋連接是將植筋桿用膠粘劑植入竹木構(gòu)件上預(yù)鉆的孔中的連接方式。植筋連接中構(gòu)件預(yù)鉆孔直徑比植筋桿稍大，因此連接完成后，植筋桿和竹木構(gòu)件孔洞之間會(huì)形成一層整體膠合層。構(gòu)件受軸向拉壓力時(shí)，主要由構(gòu)件和植筋桿之間的膠合層承擔(dān)剪切力；構(gòu)件受剪時(shí)，主要由植筋桿承擔(dān)剪切力。

植筋桿須帶肋，常用刻痕鋼筋或螺紋鋼筋，以增強(qiáng)植筋桿與膠層的機(jī)械咬合力。

8、膠連接

膠連接是采用結(jié)構(gòu)膠直接將竹木構(gòu)件粘接形成復(fù)合構(gòu)件或結(jié)構(gòu)體的連接方式。膠連接剛度一般大于常見(jiàn)的金屬件連接形式（可視作現(xiàn)澆混凝土節(jié)點(diǎn)之于裝配式混凝土節(jié)點(diǎn)），且采用特殊膠粘劑時(shí)，在抵抗火災(zāi)和腐蝕性環(huán)境方面，比金屬連接性能更加優(yōu)異。但由于這種連接方式耗時(shí)長(zhǎng)，對(duì)操作要求較高，通常僅在工廠構(gòu)件/部品預(yù)制中采用，如工字型木梁等。

小結(jié)

(1) 竹木結(jié)構(gòu)增材制造，減材加工，完全裝配式施工。好的節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)對(duì)一個(gè)項(xiàng)目來(lái)說(shuō)，不僅僅是節(jié)點(diǎn)本身性能何其優(yōu)異，更多的是對(duì)生產(chǎn)建造的每一個(gè)環(huán)節(jié)的影響。

(2) 竹木結(jié)構(gòu)可供選擇的節(jié)點(diǎn)類型眾多，設(shè)計(jì)者可根據(jù)建筑/結(jié)構(gòu)需求或個(gè)人審美理念進(jìn)行個(gè)性化設(shè)計(jì)。因此一個(gè)竹木結(jié)構(gòu)項(xiàng)目的精美之處往往可以從節(jié)點(diǎn)構(gòu)造窺見(jiàn)一斑。

(3) 竹木結(jié)構(gòu)節(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)剛度介于鉸接和剛接之間，現(xiàn)行規(guī)范中尚未收錄成熟的節(jié)點(diǎn)剛度計(jì)算理論。未來(lái)建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)是大勢(shì)所趨，節(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)剛度是結(jié)構(gòu)優(yōu)化的重要參數(shù)，不失為一個(gè)可深入挖掘的研究領(lǐng)域。
     
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