【新手木工必懂知识】木屋架的构造与要求

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【新手必懂知识】木屋架的构造与要求

1.木屋架的基本组成

三角形屋架主要由上弦（又称人字木）、下弦（又称大柁）、斜杆、竖杆（又称拉杆）等杆件组成。斜杆和竖杆统称为腹杆。上弦、下弦、斜杆用木料制成，竖杆用木料或钢制成，如图5-1所示。

[size=0.85em]图5-1 三角形木屋架的组成

[size=0.85em]图5-2 屋架的各节点

屋架各杆件的连接处称为节点，如图5-2所示。两节点之间的距离称为节间，屋架的两端节点称为端节点，两端节点的中心距离称为屋架的跨度，木屋架的适用跨度一般为6～15m。屋脊处的节点称为脊节点。脊节点中心到下弦轴线的距离称为屋架高度（又称矢高），木屋架的高度一般为其跨度的1/5～1/4。屋架中央下弦与其他杆件连接处称为下弦中央节点，其余各杆件连接处称为中间节点。两榀屋架之间的中心距离称为屋架间距，木屋架间距一般为3～4m。

2.木屋架各节点的构造

木屋架各节点的构造见表5-1。

[size=0.85em]表5-1 木屋架各节点的构造

[size=0.85em]（续）

[size=0.85em]（续）

[size=0.85em]（续）

【新手必懂知识】木屋架放大样的方法

1.放大样

（1）木屋架放大样的方法及步骤

放大样时，先画出一条水平线，在水平线一端定出端节点中心，从此点开始在水平线上量取屋架跨度一半，定出一点，通过此点作垂直线，此线即为中竖杆的中线。

在中竖杆中线上，量取屋架下弦起拱高度（起拱高度一般取屋架跨度的1/200）及屋架高度，定出脊点中心。连接脊点中心和端节点中心，即为上弦中线。再从端节点中心开始，在水平线上量取各节点长度，并作相应的垂直线，这些垂直线即为各竖杆的中线。

竖杆中线与上弦中线相交点即为上弦中间节点中心。连接端节点中心和起拱点，即为下弦轴线（用原木时，下弦轴线即为下弦中线；用方木时，下弦轴线是端节点处下弦净截面中线，不是下弦中线）。下弦轴线与各竖杆中线相交点即为下弦中间节点中心。连接对应的上、下弦中间节点中心，即为斜杆中线，如图5-3所示。

[size=0.85em]图5-3 屋架各杆件中线

各杆件的中线和轴线放出后，再根据各杆件的截面高度（或宽度），从中线和轴线向两边画出杆件边线。各线相交处要互相出头一些。对于原木屋架，各杆件直径以小头表示。在画杆件边线时，要考虑其直径的增大，一般每延长1m直径增大8～10mm。接着，要逐个画出各节点的详细构造及细部尺寸。

（2）端节点齿连接的放样方法与步骤

1）单齿连接，如图5-4所示。

①画出上、下弦的中线。

②根据上、下弦的中线，分别画出上弦边线1、2和下弦边线3、4；线3与上弦中线交于b点；线2与3交于f点。

③根据齿深，在下弦上画一条与下弦中线平行的齿深线。齿深线与上弦中线交于a点。

④过ab线的中点ec作上弦中线的垂线。该垂线与线3交于d点，与齿深线交于e点。

⑤连接ef，则def所构成的图形即为单齿的位置和形状。

2）双齿连接，如图5-5所示。

[size=0.85em]图5-4 单齿放样

[size=0.85em]图5-5 双齿放样

①按上述方法画出上、下弦中线，上弦边线1、2和下弦边线3、4；线3与线1交于a点，与上弦中线交于b点，与线2交于c点。

②根据齿深画出第一齿深线、第二齿深线。

③过a点和b点作上弦中线的垂线，分别与齿深线交于d点和e点。

④连接db、ec，则adbec所构成的图形即为双齿的位置和形状。

中间各节点的齿连接，可参照上述步骤放样。

各节点详细构造画出后，即把上、下弦接头处的夹板尺寸及螺栓排列位置画出，最后将其他连接件等按实际尺寸和形状画出。

大样画好后，要仔细校核一遍，检查各部分有无差错，如有差错要及时纠正。大样对设计尺寸的允许偏差见表5-2。

[size=0.85em]表5-2 大样对设计尺寸的允许偏差

2.出样板

大样经复核无误后，即可出样板，样板必须用木纹平直、不易变形且含水率不超过18%的板材制作。先按各杆件的宽度分别将各种板开好，边上刨光，放在大样上，将各杆件的榫、槽、孔等形状和位置画在样板上，然后按形状锯好和刨光。每一杆件中要配一块样板。全部样板配好后，放在大样上拼起来，检查样板与大样是否相等，样板对大样的允许偏差值不应超过1mm。最后在样板上弹出中心线。样板经检查合格后才准使用，使用过程中要妥善保管，注意防潮、防晒，防止损坏。

【新手必懂知识】木屋架制作

1.木屋架材料的选用

屋架各杆件的受力性质不同，根据木材的物理力学性能，要选用不同等级的木材。上弦是受压或压弯构件，可选用Ⅲ等材或Ⅱ等材；斜杆是受压构件，可选用Ⅲ等材；下弦是受拉或抗弯构件，竖杆是受拉构件，均应选用Ⅰ等材。

2.木屋架配料方法

配料时，要综合考虑木材的质量、长短、阔狭等情况，做到合理安排、避让缺陷。具体要求如下：

（1）木结构的用料必须符合设计要求的材种和材质标准。

（2）当上弦、下弦材料和断面相同时，应当把好的木材用于下弦。

（3）对下弦木料，应将材质好的一端放在端节点；对上弦木料，应将材质好的一端放在下端。

（4）对方木上弦，应将材质好的一面向下；对有微弯的原木上弦，应将弯背向下，用原木做下弦时，应将弯背向上。

（5）上弦和下弦杆件的接头位置应错开，下弦接头最好设在中部。如用原木时，大头应放在端节点一端。

（6）不得将有疵病的木料用于支座端节点的榫结合处。

3.木屋架的制作

（1）所有齿槽都要用细锯锯割，不要用斧砍，用刨或凿进行修整，齿槽结合面必须平整、严密，结合面凹凸倾斜应不大于1mm，弦杆接头处要锯齐锯平。

（2）钻螺栓孔的钻头要直，其直径应比螺栓直径大1mm。每钻入50～60mm深后需要提起钻头加以清理，孔内不得留有木渣。

（3）在钻孔时，先将需要结合的杆件按正确位置叠合起来，并加以临时固定，然后用钻一次钻透，以提高结合的紧密性。

（4）对于托力螺栓，其螺栓孔的直径可比螺栓直径略大1～3mm，以便于安装。

4.木屋架的装配

（1）在平整的地面上先放好垫木，把下弦在垫木上放稳垫平，然后按照起拱高度将中间垫起，两端固定，再在接头处用夹板和螺栓夹紧。

（2）下弦拼接好后，即安装中柱，两边用临时支撑固定，再安装上弦杆。

（3）最后安装斜腹杆，从屋架中心依次向两端进行，然后将各拉杆穿过弦杆，两头加垫板，拧上螺母。

（4）如无中柱而是用钢拉杆的，则先安装上弦杆，最后将拉杆逐个装上。

（5）各杆件安装完毕并检查合格后，再拧紧螺母，钉上扒钉等连接件，同时在上弦杆上标出檩条的安放位置，钉上三角木。

（6）在拼装过程中，如有不符合要求的地方，应随时调整或修理。

【新手必懂知识】木屋架安装

（1）准备工作

1）墙顶上如是木垫块，则应用焦油沥青涂刷其表面防腐。

2）清除保险螺栓上的脏物，检查其位置是否准确，如有弯曲要进行校直。

3）将已拼好的屋架进行吊装就位。

（2）放线

在墙上测出标高，然后找平，并弹出中心线位置。

（3）加固

起吊前必须用木杆将上弦水平加固，保证其在垂直平面内的刚度，如图5-6所示。

（4）起吊

[size=0.85em]图5-6 屋架加固直吊

1）吊装用的一切机具、绳、钩必须事先检查后方可使用，起吊时应由有经验的起重工指挥。

2）当屋架吊离地面300mm后，应停车进行检查，没有问题才可继续施工。

3）屋架两头绑上铜绳，以控制起吊时屋架的晃动。

4）起吊到安装位置上方，对准锚固螺栓，将屋架徐徐放下，使锚固螺栓穿入孔中，屋架放落到垫块上。

（5）安装

1）第一榀屋架吊上后，立即用线锤找中、找直，用水平尺找平，并用临时拉杆（或支撑）将其固定；认为无误后，在锚固螺栓上套入垫板及螺母，初步上紧。

2）从第二榀起，应在屋架安装的同时，在屋架之间钉上檩条。两屋架间至少钉三根檩，脊檩一定要钉上。

（6）设置支撑

为了防止屋架侧倾，保证受压弦杆的侧向稳定，按设计要求，在屋架之间设置垂直支撑、水平系杆和上弦横向支撑，如图5-7所示。

（7）固定

[size=0.85em]图5-7 屋架的安装

屋架安装完毕后，应将屋架端头的锚固螺栓的螺母全部上紧。

【新手必懂知识】木屋架施工注意事项

运输和吊装时应进行必要的加固，以防止节点错位、损坏或变形。支撑与屋架应用螺栓连接，不得用钉连接或抵承连接，屋架支座应用螺栓锚固，并检查螺栓是否拧紧，确保木屋架安装后形成整体的稳定体系。

屋架与支座接触处设计要求做药物防腐处理，支座边应留出足够的空隙，使得空气流通，避免木材腐朽，以使木结构使用寿命延长。

第二节 木基层屋面制作与安装【高手必懂知识】木基层屋面的构造

1.木基层平瓦屋面

基本构造是在屋架上铺设檩条，檩条上铺屋面板（或钉椽条），屋面板上铺油毡、顺水条、挂瓦条等，如图5-8所示。

[size=0.85em]图5-8 木基层平瓦屋面

檩条用原木或方木，其断面尺寸及间距依计算而定，一般常用简支檩条，其长度仅跨过一屋架间距。檩条长度方向应与屋架上弦相垂直，檩条要紧靠檩托。

方檩条有斜放和正放两种形式，正放者不用檩托，另用垫块垫平，如图5-9所示。

[size=0.85em]图5-9 檩条搁置方式

檩条在屋架上弦的接头，如上弦较宽，可用对头接头（图5-10a）；如上弦较窄，可用交错搭接（图5-10b）或上下斜搭接（图5-10c）。

[size=0.85em]图5-10 檩条在屋架上弦的接头

[size=0.7em]a）檩条对头接头 b）檩条交错搭接 c）檩条上下斜搭接

屋面板一般采用厚度为15～20mm的松木或杉木板，有密铺和疏铺两种。密铺屋面板是将各块木板相互排紧，其间不留空隙；疏铺屋面板则在各块木板之间留适当空隙。屋面板长度方向应与檩条垂直。屋面板上干铺油毡一层，油毡上铺钉顺水条（又称压毡条），顺水条与屋脊相垂直，其间距约400～500mm，断面可用（8～10）mm×25mm。在顺水条上铺钉挂瓦条，挂瓦条应与屋脊相平行，间距要依瓦长而定（一般在280～320mm之间），断面可用20mm×25mm。

若木基层屋面不用屋面板，则垂直于檩条设置椽条，常见的以方木居多；如采用原木时，原木的小头应朝向屋脊，顶面略砍削平整。

2.木基层青瓦屋面

基本构造是在屋架上铺檩条，檩条上铺椽条，椽条上铺苇箔、荆笆或屋面板等，并将调稀的麦草泥铺上屋面，未干时即盖上瓦，靠麦草泥把瓦与屋面木基层连成一体，如图5-11所示。南方多见在椽条上直接铺放小青瓦的做法，如图5-12所示。

[size=0.85em]图5-11 木基层青瓦屋面

[size=0.85em]图5-12 南方常见小青瓦铺法

檩条可用原木或方木，一般仅放置在屋架上弦节点上。椽条一般用原木或方木制成，边长或直径为40～70mm，间距为150～400mm。椽条应与下檩条相垂直。

3.封檐板与封山板

在平瓦屋面的檐口部分，往往是将附木挑出，各附木端头之间钉上檐口檩条，在檐口檩条外侧钉有通长的封檐板，封檐板可用宽200～250mm、厚20mm的木板制作，如图5-13所示。

[size=0.85em]图5-13 封檐板

青瓦屋面的檐口部分，一般是将檩条伸出，在檩条端头处也可钉通长的封檐板。在房屋端部，有些是将檩条端部挑出山墙，为了美观，可在檩条端头外钉通长的封山板，封山板的规格与封檐板相同，如图5-14所示。

[size=0.85em]图5-14 封山板

【高手必懂知识】木基层屋面的装钉

1.檩条的装钉

简支檩条一般在上弦搭接，搭接长度应不小于上弦截面宽度。因此，配料时要考虑檩条搭接所需要的长度，即每根檩条配料长度等于屋架间距加一个上弦宽度。

装钉檩条应从檐口处开始，平行地向屋脊进行，各根檩条紧靠檩托，与上弦相交处都要用钉子钉住。檩条如有弯曲，应使凸面朝向屋脊（或朝上）。原木檩条应使大小头相搭接。檩条挑出山墙部分应按出檐宽度弹线锯齐。檩条支承在砖墙上时，应在支承位置处放置木垫块或混凝土垫块，木垫块要做防腐处理，檩条搁置在垫块上。檐口檩条留到最后钉，以免钉坡面檩条时运料不便。檐口檩条的接头采用平接，一定要装钉在附木上，不能使其挑空。檩条装钉后，要求坡面基本平整，同一行檩条要求通直。

2.椽条的装钉

椽条的配料长度至少为檩条间距的2倍。装钉前，可做几个尺棍，尺棍的长度为椽条间的净距，这样控制椽条间距比较方便，也可以在檩条上画线，控制椽条间距。

椽条装钉应从房屋一端开始，每根椽条与檩条要保持垂直，与檩条相交处必须用钉钉住，椽条的接头应在檩条的上口位置，不能将接头悬空。椽条间距应均匀一致。椽条在屋脊处及檐口处应弹线锯齐。

椽条装钉后，要求坡面平整，间距符合要求。

3.屋面板的铺钉

屋面板所采用的木板宽度不宜大于150mm，过宽容易发生翘曲。如果是密铺屋面板，则每块木板的边棱要锯齐，开成平缝、高低缝或斜缝；如果是疏铺屋面板，则木板的边棱不必锯齐，留毛边即可。屋面板的铺钉宜从房屋中央开始向两侧同时进行，但也可从一端开始铺钉。屋面板要与檩条相互垂直，其接头应在檩条位置，每段接头的延续长度应不大于1.5m，各段接头应相互错开。屋面板与檩条相交处应用两只钉钉住。密铺屋面板接缝要排紧；疏铺屋面板板间空隙应不大于板宽的1/2，也应不大于75mm。屋面板在屋脊处要弹线锯齐，檐口部分屋面板应沿檐口檩条外侧锯齐。屋面板的铺钉要求板面平整。

4.顺水条与挂瓦条的铺钉

屋面板经清扫后，干铺油毡一层，油毡应自下而上平行于屋脊铺设，上、下、左、右搭接至少70mm油毡。铺一段后，随即钉顺水条，顺水条要与屋脊相垂直，端头处必须钉着，中间约隔400～500mm着钉一条。顺水条钉好后，按照瓦的长度决定挂瓦条的间距。钉挂瓦条时，先在檐口外缘钉一行三角木条（用40mm×60mm方木斜对开）或钉一行双层挂瓦条，这样可使第一行瓦的瓦头不致下垂，保持与其他瓦倾角一致。然后，用一尺棍比量间距，或在顺水条上弹线标记，自下而上逐行铺钉，挂瓦条与顺水条相交处必须着钉，挂瓦条的接头应在顺水条上，不能挑空或压下钉在屋面板上。挂瓦条要求钉得整齐，间距符合要求，同一行挂瓦条的上口要成一直线。

5.封檐板与封山板的装钉

封檐板与封山板要求选择平直的木板，为了防止其翘曲变形，可在背面铲两道凹槽，凹槽宽约8～10mm，深约1/3板厚，槽距约100mm，也可在其背面每隔1m左右钉上拼条。封檐板与封山板的接头处应预先开成企口缝或燕尾缝。封檐板用明钉钉于檐口檩条外侧，板的上边与三角木条顶面相平，钉帽砸扁冲入板内。封山板钉于檩条端头，板的上边与挂瓦条顶面相平。如果檐口处有吊顶，应使封檐板或封山板的下边低于檐口吊顶25mm，以防雨水浸湿吊顶。封山板接头应在檩条端头中央。

封檐板要求钉得平整，板面通直。封山板的斜度要与屋面坡度相一致，板面通直。

第三节 桁架和木梁制作安装【高手必懂知识】桁架和木梁的构造要求

（1）受拉下弦接头应保证轴心传递拉力。下弦接头不宜多于2个。接头应锯平对接，并宜采用螺栓和木夹板连接。

当采用螺栓夹板连接时，接头每端的螺栓不宜少于6个，且不应排列成单行。当采用木夹板时，应选用优质的干木材制作，其厚度不应小于下弦宽度的1/2。若桁架跨度较大，木夹板的厚度同时不应小于100mm，采用钢夹板时，厚度不应小于6mm。

（2）桁架上弦的受压接头应设在节点附近，并不宜设在支座节间和脊节间内。受压接头应锯平对接，并应用木夹板连接；在接缝每侧至少应用2个螺栓系紧。木夹板的厚度宜取上弦宽度的1/2，长度宜取上弦宽度的5倍。

（3）若桁架支座节点采用齿连接，应使下弦的受剪面避开木材髓心，并在施工图上注明。

【高手必懂知识】桁架和木梁的制作安装

1.桁架放大样

（1）按设计图样确定桁架的起拱高度，若设计无明确要求，起拱高度可取跨度的1/200，然后按此确定其他尺寸。

（2）将全部节点构造详尽绘入，除设计图样有特殊要求者外，结构各杆的受力轴线在节点处应交汇于一点。

（3）当桁架完全对称时，可放半个桁架的足尺大样。

（4）足尺大样的尺寸必须用同一钢尺量度，经校核后方可套制样板。

（5）结构构件的样板应用木纹平直、不易变形且含水率不高于18%的板材制作，样板对足尺大样的允许偏差不应大于±1mm，经检验合格后方准使用。在使用中，应防止受潮或损坏。

（6）按样板制作的构件，其长度的允许偏差不应大于±2mm。

2.接头施工

（1）桁架上弦、下弦接头的位置，所采用的螺栓直径、数量及排列间距均应按图施工。螺栓排列位置应避开木材髓心。受拉构件端部布置螺栓的区段及其连接板的木节尺寸的限值应符合《木结构工程施工质量验收规范》（GB 50206—2012）的规定。

（2）受压接头的承压面应与构件的轴线垂直锯平，不应采用斜搭接头，如图5-15圆钢拉杆接头所示。

[size=0.85em]图5-15 圆钢拉杆接头

[size=0.7em]a）正确构造 b）错误构造

（3）齿连接或构件接头处不得采用凸凹榫。

（4）采用木夹板螺栓连接的接头及用螺栓拼合的木构件钻孔时，应按设计的要求，将各部分定位并临时固定，然后用电钻一次钻通。受剪螺栓的孔径不应超过螺栓直径1mm，系紧螺栓的孔径可大于螺栓直径1～3mm。

3.螺栓和垫板施工

（1）木结构中所用钢件应符合设计的要求。钢件的连接均应用电焊，不应用气焊或锻接。所有钢件均应除锈，并涂防锈涂料。

（2）受拉、受剪和系紧螺栓的垫板尺寸应符合设计要求，并不得用两块或多块垫板来达到设计厚度。

（3）下列受拉螺栓必须使用双螺母：

1）钢木桁架的圆钢下弦。

2）桁架的主要受拉腹杆（如三角形豪式桁架的中央拉杆和芬克式钢木桁架的斜拉杆等）。

3）受振动荷载的拉杆。

4）直径等于或大于20mm的拉杆。

受拉螺栓装配完毕后，螺栓伸出螺母的长度不应小于0.8d。

（4）圆钢拉杆应平直，用双绑条焊连接，不应采用搭接焊。绑条直径应不小于拉杆直径的75%，绑条在接头一侧的长度宜为拉杆直径的4倍。当采用闪光对焊时，对焊接头应经冷拉检验。

（5）钉连接施工应符合下列规定：

1）钉的直径、长度和排列间距应符合设计要求。

2）当钉的直径大于6mm或当采用易劈裂的树种木材时，均应预先钻孔，孔径取钉径的0.8～0.9倍，深度应不小于钉入深度的8.6倍。

3）扒钉直径宜取6～10mm。

4.桁架拼装

桁架拼装如图5-16所示。

[size=0.85em]图5-16 桁架拼装

（1）在平整的地上放好垫木，把下弦杆在垫木上放稳，然后按照起拱高度将中间垫起，两端固定，再在接头处用夹板和螺栓夹紧。

（2）下弦拼接好后即可安装中柱，两边用临时支撑固定，再安装上弦杆。

（3）最后安装斜腹杆，从桁架中心依次向两端进行，然后将各拉杆穿过弦杆，两头加垫板，拧上螺母。

（4）如无中柱而是用钢拉杆的，则应先安装上弦杆，而后安装斜杆，最后将拉杆逐个装上。

（5）各杆件安装完毕并检查合格后，再拧紧螺母，钉上扒钉等连接件，同时在上弦杆上标出檩条的安放位置，钉上三角木。

（6）在拼装过程中，如有不符合要求的地方，应随时调整或修改。

（7）在加工厂加工试拼的桁架，应在各杆件上用涂料或墨编号，以便拆卸后运至工地，在正式安装时不致搞错。在工地直接拼装的桁架，应在支点处用垫木垫起，垂直竖立，并用临时支柱支撑，不宜平放在地面上。