木结构构件鉴定的要求

上传日期:2024-01-24 浏览次数览127

木材具有容重小,材料性能比较稳定,可就地取材,制作简便,容易加工和安装等优 点而广泛地应用于中、小型建筑。作为房屋的主要承重结构构件,木结构在正常的使用条 件下,其结构性能和耐久性是有保证的。由于设计、施工、材料、使用等多种因素的影响, 木结构构件在使用过程中会产生各种损伤,如:结构构件的变形过大、裂缝、整体稳定性 不足等。

1. 木结构构件的损伤及原因

(1) 木结构构件承载能力不足

木结构构件承载能力不足一般表现为受弯构件产生过大的挠度,受压构件产生明显侧 弯变形,木屋架挠渡过大或上弦杆及受压腹杆被压弯。

造成木构件承载能力不足的主要原因有:设计时凭经验确定构件截面偏小;施工中材 料代换时,代用材料截面或强度低于原设计材料;使用过程中,改变房屋用途,增加荷载, 或改变屋面、顶棚做法,或增挂悬吊物,实际荷载超过了设计荷载;选用材料本身存在裂 缝、木节、腐朽等影响承载能力的缺陷。

(2) 木结构构件的变形过大

木结构构件的变形主要表现为:当屋面禁条变形较大时,屋面会产生波浪式变形;木 梁变形较大时,顶棚下垂,抹灰顶棚会多处出现裂缝;木屋架变形较大时,杆件弯曲、节 点松动等,较大的变形往往是木结构病害的综合反映。木构件的变形随着时间推移而增加 的变形速度,在正常情况下是越来越慢。如变形突然增大或增加速度越来越大,则属异常 现象,往往是由于结构中产生了局部破坏的隐患,是结构进一步破坏的预兆。

造成木构件变形的主要原因有:设计时忽视了刚度验算,强度满足了设计要求,但挠 度超过了容许值;施工时材料代用不当;正放方标条改为斜放而没有相应加大截面;制作 安装偏差过大;使用过程中随意增加荷载等。

(3) 木构件的裂缝

裂缝是木材中最常见的缺陷之一,木材裂缝对结构强度和稳定性的影响,在构件的不 同部位影响程度不同。对于木屋架中仅承受拉力或压力的木杆件,少数与杆件轴线基本平 行的轻微裂缝,对构件的承载能力影响不大。但在屋架下弦接头处及其木夹板的受剪面及 受剪面附近,或其他任何承受剪力的部位出现的裂缝会使木构件抗剪强度明显降低,造成 构件连接处的破损,严重的会导致屋架垮塌。屋架其他杆件出现的斜向裂缝,亦会对屋架

造成不利影响。对于受压构件,如果裂缝长而深,就会使构件分成两半,从而降低了构件 的刚度,严重的会使构件失去稳定。对于受弯构件,在受弯侧面出现纵向裂缝,使得构件 受剪面减小。特别是构件端部剪应力最大,侧面裂缝会使构件剪切变形加大,使得构件的 上半部、下半部因剪切变形而产生位移。

造成木构件裂缝的主要原因有:木材干燥过程中所产生的干缩裂缝;施工过程中下料方 法不当(如包心下料)致使木材开裂严重,保管不善(如堆放场所条件不良和堆放方法不当) 也会加剧裂缝的开展;施工安排不合理(如木屋架、木模条安装后,屋盖长期不封闭)等。

(4 )木构件的材质缺陷

1) 斜纹

斜纹会使板材容易开裂和翘曲,使板材严重弯曲,是木材的常见缺陷之一。斜纹使木 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。

造成木材斜纹的主要原因有:天然斜纹,即木材在生长过程中由于纤维排列不正常而 出现的斜向纹理,在原木中呈螺旋状的扭转;人工斜纹,由于下料方向不正确,锯截面与 木纹方向不平行,把通直的树干锯出斜纹来。

2) 木节

木节是树木生长过程中形成的一种天然缺陷,分为活节、死节、漏节三种。活节质地 坚硬,构造正常,与周围木材联系较好,对木材强度影响较小。死节有的质地坚硬,有的 较软,有的已开始腐朽,但均与周围木材呈脱离和半脱离状态。漏节本身木质构造已大部 分破坏,而且深入树干内部,和内部腐朽相连。木节对木材抗拉强度影响较大,对抗弯强 度的影响程度上取决于木节在构件截面高度上的位置,而对受压和受剪影响较小。木节对 原木影响较小,对方木和板材影响较大。

3) 腐朽

木材腐朽是由于木腐菌的侵害造成的,木腐菌体内有水解酶和发酵酶等,可以分解木 材的纤维素和木质素,破坏木材的物理和力学性能。一般木材在含水率35%~50%、温度 25~30T、又有足够空气的条件下,最易腐朽。木材腐朽后颜色变得暗淡、无光泽、结构变松、 变软、易碎,最后成为一种干的或湿的呈蜂窝状或粉末状的软块,完全丧失了承载能力。

4) 虫蛀

木材的虫蛀一般指甲壳虫和白蚁等昆虫对木材的侵害。甲壳虫主要侵害含水率较低的 木材,而白蚁喜欢蛀蚀潮湿的木结构。被白蚁蛀蚀过的木构件,往往表面看不到明显痕迹, 而内部已被蛀空。

(5)木结构的整体稳定性不足

木结构的整体稳定性不足主要表现为在垂直于结构平面的外力(如风力、悬挂起重设 备的制动力等)作用下,结构会产生过大的倾斜和侧向变形,在垂直荷载作用下,亦会引 起受压上弦向桁架平面外凸出。木结构的整体稳定性不足会导致结构失稳破坏。

造成木结构整体稳定性不足的主要原因有:支撑体系不完善,支撑杆件布置不当或锚 固不可靠,导致整体结构的纵向刚度薄弱;施工缺陷和材料缺陷导致结构整体稳定性不足等Q

(6)木屋架端节点受剪面强度不够

当屋架端节点受剪面强度不够时,端节点沿剪力面被推开,出现严重变形,保险螺栓 也被拉脱或拉断,导致房屋垮塌。

屋架端节点受剪面强度不够的主要原因有:设计受剪面偏小;施工用料不当,木材受 剪面或受剪面附近出现裂缝;施工中随意将承受剪力的下弦端头伸出部分锯断等。

2. 木结构构件的检查重点和检查方法

(1) 检查重点

1 )变形的检查

木结构构件变形应重点检查受弯构件的挠度;受压构件的侧弯变形;木屋架的挠度和 出平面倾斜等。

2) 材质缺陷的检查

木结构构件材质缺陷应重点检查木构件受剪部位的裂缝;木材斜纹、死节、漏节、心 腐等缺陷对构件的影响;受拉构件、受弯构件的受拉区、连接以及接头处的剪切面等部位 存在的木材缺陷是否引起构件异常变形。

3) 腐朽及蛀蚀的检查

木结构构件腐朽及蛀蚀应重点检查木模条和木梁入墙部分;置于墙内的木柱和屋架支 座;易受潮环境的木柱脚;封闭顶棚内的木禁条、木椽子;干湿交替,温湿度较高等使用 环境中的木构件;易受蛀蚀的重点部位(木梁、木搁栅端部,木梁与木柱的连接节点,木 屋架端节点,木柱脚等)。

4) 造与连接的检查

木结构构件构造与连接应重点检查柱、梁节点连接方式,节点是否存在松动、变形、 滑移等可能导致连接失效的现象;木屋架的构造与连接方式,木屋架端节点与墙、柱的锚固。

(2) 检查方法

1 )变形的检查

首先采用目测方法观察结构构件是否有柱身倾斜或挠曲、梁或屋架下弦挠渡过大、屋 架平面出现扭曲、屋面局部下陷等异常现象。

对明显存在异常现象的结构构件采用仪器进行检测。采用水准仪、全站仪或拉线的方 法测量受弯构件挠度和挠度曲线;采用经纬仪、全站仪或悬挂吊锤的方法测量竖向杆件的 侧向变形及其变形曲线,采用吊挂线锤的方法进行测量时,所选用的吊锤重量应满足测量 高度的吊锤稳定要求。

2) 材质缺陷的检查

通过检查构件上存在的木节、斜纹、心腐等缺陷的部位,测量木节的大小,斜纹的斜率, 分析对构件的影响程度;对影响构件承载力的裂缝,应明确部位,测量裂缝长度、宽度、深度。

3) 腐朽及蛀蚀的检查

采用观察结合敲击方法对木构件腐朽及蛀蚀情况进行检查,通过观察靠墙体处木构件 表面情况,如有霉白色和黑点出现,则木材内部或埋入砌体部分已发生腐朽的可能性较大; 当置于墙体内的木柱四周墙体及抹灰层出现相对位移或产生裂缝时,则有可能是木柱腐朽 下沉所致;当截面较大的木梁柱一侧表面有隆起现象时,则有可能是被蛀蚀的迹象。用小 锤轻击被检查的木构件,如出现“扑扑”的空壳声,则表明木材内部多数已有腐朽或蛀蚀 出现的空洞;用钢钎插入木构件的可疑部位,如有内部松软的感觉,则表明木材内部已开 始腐朽。对出现腐朽、虫蛀的木构件,应查明受损部位及受损程度。

4) 构造与连接的检查

根据规范要求,对照检查木结构构造与连接方式。采用目测方法对梁、柱节点逐个检 查;对木屋架端节点和上、下弦接头是否有过量的滑移,受拉节点承压面是否离缝或产生 挤压变形,杆件受剪面是否有裂缝等进行检查。

5) 支撑系统的检查

对照规范要求,检查屋盖支撑布置是否齐全;检查杆件截面尺寸是否满足构造要求; 检查支撑杆件及连接节点是否存在弯曲、松脱等失效现象。

3. 木结构构件的安全性等级评定

(1)采用《危险房屋鉴定标准》JGJ 125—2016进行评定时,木结构构件有下列现象 之一者,应评定为危险点:

1 )木结构构件承载力与其作用效应的比值(R1yaS),主要构件<0.90, —般构件<0.85。

2) 连接方式不当,构造有严重缺陷,已导致节点松动变形、滑移、沿剪切面开裂、 剪坏或铁件严重锈蚀、松动致使连接失效等损坏。

3) 主梁产生大于150的挠度,或受拉区伴有较严重的材质缺陷。

4) 屋架产生大于120的挠度,或平面外倾斜量超过屋架高度的1/120,或顶部、端 部节点产生腐朽或劈裂。

5) 禁条、搁栅产生大于/J100的挠度,或入墙木质部位腐朽、虫蛀。

6) 木柱侧弯变形,其矢高大于h/150,或柱顶劈裂、柱身断裂、柱脚腐朽等受损面积 大于原截面20%以上。

7 )对受拉、受弯、偏心受压和轴心受压构件,其斜纹理或斜裂缝的斜率P分别大于7%、 10%、15%和 20% o

8)存在心腐缺陷的木质构件。

9)受压或受弯木构件干缩裂缝深度超过构件直径的1/2,且裂缝长度超过构件长度 的 2/3。

(2 )采用《民用建筑可靠性鉴定标准》GB 50292-2015评定木结构构件的安全性等 级时,应按承载能力、构造、不适于承载的位移或变形、裂缝以及危险性的腐朽和虫蛀 等六个检查项目,分别评定每一受检构件等级,并应取其中最低一级作为该构件的安全 性等级。

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