木屋桁架设计概述

一、概述
　　1．木屋盖结构是指用木梁或木屋架（桁架）、檩条（木檩或钢檩），木望板及屋面防水材料等组成的屋盖。
　　2．木屋盖根据房屋的情况，可用于单层空旷房屋的屋盖，也可用于多层房屋的屋盖。
　　（1）单层空旷房屋的木屋盖结构的特点是：
　　1）跨度较大（一般为9～15m），主要受弯构件采用木屋架（桁架）。
　　2）屋盖结构中屋架（桁架）的支点一般为：钢筋混凝土柱、砌体墙（墙垛、砖柱）。
　　（2）多层房屋的木屋盖一般用于多层砌体房屋的屋顶，屋盖中的主要受弯构件为木梁（跨度≤6.0m）或檩条，这些受弯构件的支点为砌体墙；当檩条直接搭在墙上时，俗称硬山搁檩。
　　二、桁架和木梁的一般规定
　　1．木材宜用作受压或受弯构件，在作为屋架时，受拉杆件宜采用钢材（如：屋架下弦及受拉竖杆），当采用木下弦时，对于原木，其跨度不宜大于15m；对于方木不应大于12m。采用钢下弦，其跨度可适当加大，但一般不宜大于18m。
　　2．受弯构件采用木梁时，其跨度一般不大于6.0m，超过6.0m时，宜采用桁架（屋架）。
　　3．桁架或木梁的间距：当采用木檩时，其间距不宜大于4.0m；当采用钢檩条时，其间距不宜大于6.0m。
　　4．桁架的形状：一般为三角形，也可采用梯形、弧形和多边形屋架。屋架中央高度与跨度之比，不应小于表3-28规定的数值。桁架应有约为跨度1／200的起拱。

　　5．当屋顶需设天窗时，天窗架的跨度，不宜大于屋架跨度的1／3。
　　三、木屋盖的支撑
　　1．为防止桁架的侧倾，保证受压弦杆的侧向稳定，承担和传递纵向水平力，应采取有效措施保证结构在施工和使用期间的空间稳定。
　　2．屋盖中的支撑，应根据结构的形式和跨度、屋面构造及荷载等情况选用上弦横向支撑或垂直支撑。但当房屋跨度较大或有锻锤、吊车等振动影响时，除应选用上弦横向支撑外，尚应加设垂直支撑。
　　支撑构件的截面尺寸，可按构造要求确定。
　　注：垂直支撑系指在两榀屋架的上、下弦间设置交叉腹杆（或人字腹杆），并在下弦平面设置纵向水平系杆，用螺栓连接，与上部锚固的檩条构成一个不变的竖向桁架体系。
　　3．当采用上弦横向支撑时，若房屋端部为山墙，则应在房屋端部第二开间内设置；若房屋端部为轻型挡风板，则在第一开间内设置，若房屋纵向很长，对于冷摊瓦屋面或大跨度房屋尚应沿纵向每隔20～30m设置一道。
　　上弦横向支撑的斜杆如选用圆钢，应设有调整松紧的装置。
　　4．当采用垂直支撑时，在跨度方向可根据屋架跨度大小设置一道或两道，沿房屋纵向应隔间设置并在垂直支撑的下端设置通长的纵向水平系杆。
　　在有上弦横向支撑的屋盖中，加设垂直支撑时，可仅在有上弦横向支撑的开间中设置，但应在其他开间设置通长的纵向水平系杆。
　　5．在下列部位，均应设垂直支撑：
　　（1）在梯形屋架的支座竖杆处；
　　（2）屋架下弦低于支座呈折线形式，在下弦的折点处；
　　（3）当设有悬挂吊车时，在吊轨处；
　　（4）在杆系拱、框架及类似结构的受压下弦部分节点处；
　　（5）在屋盖承重胶合大梁的支座处。
　　以上各项垂直支撑的设置方法，除第3）项应按（4）的规定设置外，其余各项可仅在房屋两端第一开间（无山墙时）或第二开间（有山墙时）设置，但应在其他开间设置通长的水平系杆。
　　6．对于下列非开敞式的房屋，可不设置支撑。但若房屋纵向很长，则应沿纵向每隔20～30m设置一道支撑：
　　（1）当有密铺屋面板和山墙，且跨度不大于9m时；
　　（2）当房屋为四坡顶，且半屋架与主屋架有可靠连接时；
　　（3）当房屋的屋盖两端与其他刚度较大的建筑物相连时。
　　7．当屋架设有天窗时，可按3和4条的规定设置天窗架支撑。天窗架的两边柱处，设置柱间支撑。在天窗范围内沿主屋架脊节点和支撑节点，应设通长的纵向水平系杆。
　　8．有抗震设防要求时木屋盖的支撑布置，宜符合表3-29的要求；支撑与屋架或天窗架应采用螺栓连接；山墙应沿屋面设置现浇钢筋混凝土卧梁，并应与屋盖构件锚拉。

　　四、单层及多层房屋木结构坡屋顶的结构布置
　　（一）木结构坡屋顶的主要受力构件
　　1．受弯构件（即水平构件）：木梁（跨度≤6.0m时）、屋架（跨度>6.0m时）、檩条（采用木檩时，跨度≤4.0m；采用钢檩条时，跨度≤6.0m）。
　　2．竖向构件：用于支承受弯构件的结构构件。
　　（1）墙体或墙垛：用墙体支承檩条时称为硬山搁檩；墙体作为屋架支承时，一般应加墙垛。
　　（2）木柱：用木柱作为屋架或木梁的支承；
　　（3）钢筋混凝土柱：用于支承屋架或梁（木梁或钢筋混凝土梁）。
　　（二）木结构坡屋顶的结构布置的主要步骤
　　1．确定主要竖向构件，即明确哪些墙体或柱作为受弯构件屋架，木梁或檩条的支承结构。
　　2．根据建筑屋顶的要求，确定屋面的排水坡向，一般木屋顶的坡向可分为：单坡、双坡和四坡。
　　（1）单坡：适用于跨度较小的屋面，
　　（2）双坡：跨度较大时，需采用双坡排水，

　　（3）四坡屋顶；

　　（4）复杂四坡顶：当平面复杂，存在凹凸时，选用复杂的四坡屋顶。屋顶排水坡面应按以下原则确定：

　　1）不论跨度大小，屋面坡度均相同
　　2）檐口的标高亦均相同；
　　3）当屋脊标高不同时，在坡面相交处将形成天沟或斜脊。
　　任何平面形状的四坡木屋顶，在进行屋架、木梁及檩条的布置之前，均应先画出屋面的排水坡面的平面图，故应能熟练地掌握该平面图的绘制方法。
　　3．布置屋架、木梁：
　　（1）屋架沿着跨度方向布置，屋架可以是全跨的全屋架，也可以是半跨的半屋架。

　　（2）木梁一般用于跨度≤6.0m，用以代替屋架的作用。
　　（3）在四坡顶的斜脊和天沟处应布置木梁，当跨度＞6.0m时，可用半屋架代替木梁。

　　4．布置檩条：
　　檩条应沿着与坡向垂直的方向布置。
　　5．布置屋盖支撑：
　　（1）对于主要采用墙体作为檩条支承，只局部有屋架时，可不设置屋盖支撑。
　　（2）当屋顶以屋架为主要承重结构时，则应按本节第三条的要求设置屋盖支撑。
　　6．挑檐的构造做法：
　　当屋面采用明排水时，则必须有挑檐，挑檐木的间距同檩条的跨度，其构造做法有以下几种：
　　（1）有屋架的挑檐一般采用屋架支座下的附木延伸挑出形成挑檐。
、
　　（2）硬山搁檩的挑檐构造，即为无屋架处的挑檐木做法。

　　（3）当檩条支座为木梁及四坡顶阴、阳角处为木梁时的挑檐木构造做法。

　　（三）单层房屋木屋顶结构平面布置示例