螺栓连接用于杆件内力可能变号的情况和有振动荷载的木结构中。

由于木材长度有限，屋架上弦和下弦杆的接长是不可避免的。图12.3.11表示压杆和拉杆的接长接头。

受压杆件接长时不考虑螺栓直接传力，仅根据夹紧和防止错动等要求设置构造螺栓。

受拉的构件可能是方木或原木，在接头处由于两杆断开，拉力需要通过螺栓和夹板传递。夹板可以用木夹板或钢夹板。图12.3.11表示的是单肢杆的受拉构件常用的双剪连接。

图12.3.11 构件的接长

a）受压构件的接长 b）受拉构件的接长

《木结构设计规范》规定：

6.2.1 螺栓连接和钉连接中可采用双剪连接（图6.2.1⁃1）或单剪连接（图6.2.1⁃2）。连接木构件的最小厚度，应符合表6.2.1的规定。

对于钉连接，表6.2.1中木构件厚度a或c值，应取钉在该构件中的实际有效长度。在未被钉穿的构件中，计算钉的实际有效长度时，应扣去钉尖长度（按1.5d计）。若钉尖穿出最后构件的表面，则该构件计算厚度也应减少1.5d。

图6.2.1⁃1 双剪连接

图6.2.1⁃2 单剪连接

表6.2.1 螺栓连接和钉连接中木构件的最小厚度

注：表中c——中部构件的厚度或单剪连接中较厚构件的厚度；

a——边部构件的厚度或单剪连接中较薄构件的厚度；

d——螺栓或钉的直径。

6.2.2 木构件最小厚度符合本规范表6.2.1的规定时，螺栓连接或钉连接顺纹受力的每一剪面的设计承载力应按下式确定：

式中 N_v——螺栓或钉连接每一剪面的承载力设计值（N）；

f_c——木材顺纹承压强度设计值（N/mm²）；

d——螺栓或钉的直径（mm）；

k_v——螺栓或钉连接设计承载力计算系数，按表6.2.2采用。

表6.2.2 螺栓或钉连接设计承载力计算系数kv

采用钢夹板时，计算系数k_v取表中螺栓或钉的最大值。当木构件采用湿材制作时，螺栓连接的计算系数k_v不应大于6.7。

7.3.4 设计木桁架时，其构造应符合下列要求：

1 受拉下弦接头应保证轴心传递拉力；下弦接头不宜多于两个；接头应锯平对正，宜采用螺栓和木夹板连接；

采用螺栓夹板（木夹板或钢夹板）连接时，接头每端的螺栓数由计算确定，但不宜少于6个，且不应排成单行。

真题 【12.3.11】 （2003年一级考题）

某12m跨食堂，采用三角形木桁架，如图12.3.12所示。下弦杆截面尺寸为140mm×160mm，采用干燥的TC11西北云杉；其接头为双木夹板对称连接，位置在跨中附近。

试问，下弦接头处螺栓连接的设计承载力N与下列何项数值最为接近？

（A）60.7kN （B）121.4kN （C）152.6kN （D）242.8kN

【答案】 （B）

【解答】

（1）根据《木结构设计规范》6.2.1条验算螺栓连接中木构件的最小厚度，桁架下弦杆为轴向受拉，杆件双剪连接。

图 12.3.12

a=100mm，a/d=100/16=6.25>2.5

（2）根据《木结构设计规范》表4.2.1⁃3，TC11强度等级顺纹抗压强度值f_c=10N/mm²

（3）根据《木结构设计规范》表6.2.2，a/d=6.25〉6，螺栓连接计算系数k_v=7.5。

（4）根据《木结构设计规范》6.2.2条，每一个螺栓连接一个剪面的设计承载力

10个螺栓连接的设计承载力N=2nN_v=2×10×6.07=121.4kN

真题 【12.3.12】 （2004年一级考题）

某三角形木屋，下弦杆采用干燥的西南云杉TC15B，方木截面尺寸150mm×150mm，设计使用年限50年，结构重要性系数1.0。

下弦拉杆接头处采用双钢夹板螺栓连接，如图12.3.13所示。木材顺纹受力。试问，下弦的最大拉力设计值N（kN），与下列何项数值最为接近？

提示：连接构造满足规范要求；连接钢板的强度有足够的保证；不考虑螺栓对杆件截面的削弱。

（A）175 （B）165 （C）155 （D）145

【答案】 （B）

【解答】

（1）根据《木结构设计规范》表4.2.1⁃5，结构使用年限50年，对木材强度设计值的调整系数为1.0。

（2）查《木结构设计规范》表4.2.1⁃3，TC15B，木材顺纹抗压强度f_c=12MPa，顺纹抗拉强度f_t=9MPa。

图 12.3.13

（3）根据《木结构设计规范》4.2.3条第2款，虽然截面尺寸是150mm×150mm，但连接处螺栓孔洞使得截面尺寸小于150mm，不执行强度设计值提高10%的规定。

（4）查《木结构设计规范》6.2.2条和表6.2.2，钢夹板取k_v的最大值，k_v=7.5。

（5）按《木结构设计规范》公式（6.2.2）计算：螺栓直径d=20mm，每个螺栓单剪面承载力设计值：

螺栓的总拉力N=16N_v=16×10.39=166.28kN

（6）按《木结构设计规范》公式（5.1.1）计算构件抗拉强度

受拉构件的净截面面积A_n=150²mm²=22500mm²（不考虑螺孔的削弱）

f_tA_n=9×22500N=202.5kN>166.3kN

取下弦的最大拉力设计值N=166.3kN。

真题 【12.3.13】 （2001年二级考题）

如图12.3.14所示为一原木屋架下弦接头节点，其木材顺纹承压强度设计值f_c=10N/mm²。该杆轴向力设计值P=36kN，采用钢夹板连接，螺栓连接承载力的计算系数k_v=7.5，木材斜纹承压降低系数ψ_a=1。试确定连接所需要的M20螺栓数应为下列何项数值？

（A）n=10 （B）n=8 （C）n=6 （D）n=4

图 12.3.14

【答案】 （C）

【解答】

（1）根据《木结构设计规范》6.2.2条，每个螺栓一个剪切面设计承载力(www.daowen.com)

（2）根据《木结构设计规范》6.2.4条，若木材斜纹受力应乘以降低系数ψ_a

N_v=ψ_aN_v=1.0×9487=9487N

（3）根据《木结构设计规范》7.3.4条，下弦为钢夹板双剪连接，每个螺栓有两个剪切面，所需螺栓数量为

（4）根据《木结构设计规范》7.3.4条1款，每端接头的螺栓数量不应少于6个，所以应取n=6个，并不宜采用单排。

真题 【12.3.14】 （2006年一级考题）

某受拉木构件由两段矩形截面干燥的油松木连接而成，顺纹受力，接头采用螺栓木夹板连接，夹板木材与主杆件相同；连接节点处的构造，如图12.3.15所示。该构件处于室内正常环境，安全等级为二级，设计使用年限为50年；螺栓采用4.6级普通螺栓，其排列方式为两纵行齐列；螺栓纵向中距为9d，端距为7d。

若该杆件的轴心拉力设计值为170kN，试问，接头每端所需的最少螺栓总数（个），应与下列何项数值最为接近？

（A）14 （B）12 （C）10 （D）8

【答案】 （C）

【解答】

（1）根据《木结构设计规范》表4.2.1⁃1，油松木，强度等级为TC13A。根据表4.2.1⁃3，f_c=12MPa。

（2）根据《木结构设计规范》4.1.7条和表4.2.1⁃5，安全等级为二级，γ₀=1.0；设计使用年限50年，木材强度调整系数1.0。

（3）根据《木结构设计规范》表6.2.1，a=80mm≥4d=4×20=80mm，木构件的最小厚度符合规定。

（4）根据《木结构设计规范》表6.2.5，螺栓纵向中距9d>7d，端距7d，符合规定。

图 12.3.15

（5）根据《木结构设计规范》表6.2.2，a/d=80/20=4，k_v=6.1。

（6）根据《木结构设计规范》6.2.2条：

（7）根据《木结构设计规范》7.3.4条，双剪连接，每个螺栓有两个剪切面，N=2nN_v。

个，每端n=10个。

符合“每端螺栓数目不少于6个”的规定。

真题 【12.3.15】 （2003年二级考题）

一木屋架下弦截面尺寸为140mm×180mm，木料为红松，下弦接头处轴向拉力设计值N=95kN，采用双木夹板对称连接，木夹板截面尺寸取180mm×80mm，螺栓直径为ϕ16。试问，按上述条件计算的所需螺栓总数，与下列何项最为接近？

（A）8个 （B）10个 （C）16个 （D）18个

【答案】 （D）

【解答】

（1）根据《木结构设计规范》表4.2.1⁃1，红松，强度等级为TC13B。

（2）根据《木结构设计规范》表4.2.1⁃3，TC13B，f_c=10MPa。

（3）根据《木结构设计规范》表6.2.1，a/d=80/16=5>2.5，符合木构件最小厚度的规定。

（4）根据《木结构设计规范》表6.2.2，a/d=80/16=5，k_v=6.7。

（5）根据《木结构设计规范》式（6.2.2）：

（6）根据《木结构设计规范》7.3.4条，双木夹板，每根螺栓有2个剪切面。

N=2nN_v，（个），取n=9个

螺栓总数为2×9=18个，符合每端螺栓不宜少于6个的规定。

真题 【12.3.16】 （1999年考题）

湿水曲柳木构件采用螺栓连接，b×h=150mm×250mm，如图12.3.16所示。其木构件受剪面的设计承载力，与下列何项数值最为接近？

（A）7.68kN （B）6.42kN

（C）15.36kN （D）13.72kN

【答案】 （B）

【解答】

（1）根据《木结构设计规范》表4.2.1⁃1，水曲柳，木材强度等级为TB15。

（2）根据《木结构设计规范》表4.2.1⁃3，TB15木材，f_c=14N/mm²。

（3）根据《木结构设计规范》4.2.3条第2款、3款，木材的短边尺寸不小于150mm，强度设计值可提高10%，湿材对顺纹承压强度不降低。但因有螺栓孔洞使截面尺寸b小于150mm，所以强度设计值不提高。

f_c=1.0×14=14N/mm²

图 12.3.16

（4）根据《木结构设计规范》表6.2.1验算木构件的最小厚度

（5）查《木结构设计规范》表6.2.2，，k_v=7.5。

（6）根据《木结构设计规范》6.2.2条，k_v=7.5>6.7，湿材的螺栓连接计算系数只能取k_v=6.7。

（7）根据《木结构设计规范》6.2.2条式（6.2.2），单面受剪，每个木材剪切面的设计承载力

真题 【12.3.17】 （2002年二级考题）

在室内常温环境下，两根湿水曲柳方木，截面尺寸b×h=150mm×150mm，采用螺栓连接（顺纹承压），两端作用着以活荷载为主产生的剪力V，如图12.3.16所示。设计使用年限为25年。试问，螺栓受剪面的承载力设计值（kN），与下列何项数值最为接近？

提示：结构重要性系数γ₀=1。

（A）6.9 （B）7.3 （C）7.7 （D）8.2

【答案】 （A）

【解答】

（1）根据《木结构设计规范》表4.2.1⁃2，水曲柳，木材强度等级TB15。

（2）根据《木结构设计规范》表4.2.1⁃3，TB15木材，f_c=14N/mm²。

（3）根据《木结构设计规范》4.2.3条第2款及第3款，矩形截面木材短边尺寸不少于150mm，强度设计值可提高10%，湿材对顺纹承压强度不降低。

（4）根据《木结构设计规范》表4.2.1⁃5，使用年限25年，可乘调整系数1.05。

f_c=1.1×1.05×14=16.17N/mm²

（5）根据《木结构设计规范》表6.2.1验算木构件的最小厚度

（6）根据《木结构设计规范》6.2.2条，，k_v=7.5，湿材时取k_v=6.7。

（7）根据《木结构设计规范》6.2.2条式（6.2.2），顺纹受力的螺栓每一个剪切面承载力设计值为