屋架和门窗
在一般建筑中屋架和门窗是主要的木结构,屋架主要作用是支撑整个屋面的重量,俗称大梁。门窗则是通风、采光和供人们出入之用。按工艺来说屋架一般属“粗木”,而门窗属“细木”。
屋架构造
一般房屋进深都在5米左右,象这样的进深用一根长度5米多的圆木做大梁是可以的。从力学上考虑,一根大梁受力时是变弯曲,即梁的中轴线以上受压,中轴线以下受拉,而在三角形屋架中节点受力时,各个杆件不是受拉便是受压,能够充分的利用材料。从这一系列对比中可以看出一般的三角形木屋架较木梁好的多。
三角形屋架的典型式样如图40,由上弦、下弦、立柱、小立柱、斜撑组成。这些零件在木结构中称为“杆件”。上弦、斜撑都承受压力。其他杆件都受拉力,因木材适宜受压而受拉稍差,所以立柱常用圆钢代替。
屋架的坡度通常以高度和跨度的比例来表示,经常采用的是1:4(上弦和下弦的夹角为26°34/)。用苇箔屋面时也采用1:3.46(30°夹角)。高跨比是确定木屋架的主要数据。
图42(4)的形式,三角形ab‘c才是制作屋架的轴线。
根据图上的已知尺寸,将斜撑、拉杆的轴线弹出。依轴线为准将各杆件的尺寸放出,如上弦高180毫米,即距轴线90毫米上下各画一线,除下弦外其余的料也是这样画出。应当注意的是下弦轴线并不等于木料的中心线,因下弦的端节点处系用椎接(在下弦上刻槽,上弦插入)。所以下弦的轴线位置等于下弦去掉刻槽深度后的1/2处。
端节点是屋架中最主要的节点,操作的正确与否,质量好坏,大都在这个节点上有所差异,在放大样时务必将此节点交代清楚。
它的正确做法如图43(1)所示,即上弦的轴线平分下弦受压面,而槽齿后面上下弦交接处不应严密结合,应当留10毫米的空隙,因杆件膨胀和上弦弯曲时,两端反翘严重时,会使受剪面破坏,另外的原因是受力明确,让受压面充分受力,同时制造也简单。有人做得很严密,实际适得其反。图43(2)的做法就不能采用。因其两个面都考虑受力,而操作时由于制作、组装等原因很难使两个面都吻合,这样就产生受力不均的现象。可能前面受力大,而剪力面长度也较a的做法短,易导致破损的危险。
端节点除上面的一些条件外,还应注意如下的一些规定:槽齿深度不应大于下弦高度的1/3,如下弦高度为150毫米时,槽深不能大于50毫米,同时又不能小于20毫米(圆木不小于30毫米);剪力面长度(槽齿尖距端部的尺寸)应大于4倍的槽深,同时还必须大于200毫米,双齿时第二齿深比第一齿深不小于20毫米。为了预防端节点突然破坏还使用螺栓加固,此螺栓垂直上弦直径为16-25毫米,单齿时为一根,双齿时为两根位置如图,这道螺栓在正常情况下并不受力。
其他节点按图44中绘制的详图放制。
截料 在整个屋架中受力最大的杆件是下弦和上弦,优质木材应当优先用在下弦和上弦。下弦和上弦相比,虽然从受力的绝对值上说上弦受力大,但上弦受压力,下弦受拉力,木材的拉应力低于压应力,相对地说还是下弦较重要,所以较好的木材首先用在下弦上。
就下弦本身说也应当有所侧重地选择和使用,下弦中端节点是主要的一环,此处不但在下弦中受力最大,而且节点处受力复杂,质量事故多发生在此处,在端节点不允许有劈裂、腐朽、变质、疤节等缺
若屋架不大时,木工可以自行安装。
安装前应对屋架检查无误后,才开始安装。房架较小,可先将房架一端拉到墙上,再将另一端也拉到墙上使房架倒立,用杉木杆顶着屋架脊节点,将房架支起(用粗绳把杉杆牢固地绑在屋架上),用垂球(或线坠)将房架吊直后,拧紧预留墙内的螺栓,并在房架两侧用支撑将房架固定好。
第一架安好后,如法安装第二架,第二架安好后应先在屋架中部和脊棕处钉上檩条(共三根),若有剪力撑时也应同时钉上以更好地加固屋架。
门窗的基本形式
门、窗是供人们出入或采光用的。对于门、窗的要求是开关灵活,使用方便,能经得起风吹雨打,并有较好的造型。
门、窗的种类繁多,基本上是以开关方式划分的。如平开门、自由门、拉门、折叠门、转门等,窗中有平开窗、翻窗、拉窗等。不管什么门、窗其结构大同小异。其结构见图47。
门窗框的制作
门框由上框、立框、中横框、三根料组成。不做上亮的只有二根料,这种门框称为无下槛的门框,在广大农村中多用带下槛的门框,那也简单只须加上一个下框就可以了。在无下槛的门框中,为了稳固,要将立框埋入地坪中约60毫米,上框每端长出100毫米砌入墙内(也叫走头),每根立框上做上两个木砖,也是为了砌入墙内防止门框摇动。窗框的构造和门框类似,所有的窗框都带下框。如图48所示。
不管门框和窗框都是立框做檩,下横框做權孔,在与中横框交接的地方又是立框做權孔,中横框做檩。门、窗框的制做工艺和一般细木工艺相同。
节约木材(按实际材积可节约二分之一)。
空心门的结构主要由垫层、面层、镶条组成(图50)。其垫层又称骨架,常用的有如下几种:密肋骨架、蜂窝纸板、格状垫层。