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木结构房屋

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现代木结构建筑材料介绍

作者: 更新时间:2021/2/1 21:36:29

20世纪中期,美国等国的科学家为了满足木结构的需要,利用低价值、小直径的天然木材开发研究了一批成熟的产品,包括:(1)胶合木,又称胶合层积木,适用于大跨度体育场建筑;(2)结构复合材,常用于轻型木结构房屋的主梁和脊梁;(3)结构人造板是指用于承重结构的人造板,包括结构胶合板和定向刨花板,多用作轻型木结构房屋的楼板、屋面板和墙板;(4)预制复合木材工字钢是由结构复合木材和结构人造板胶合而成,已取代标准木材的钉接组合梁用于轻型木结构房屋。


层板胶合木

现代木结构建筑最显著的发展是单板层积材的出现。层压胶合木,也称为胶合层压木材、层压木材或简单胶合木材,由几层厚度不超过45毫米的精细切割木板组成,这些木板用树脂层粘合。如今,获得大截面木材越来越困难,胶合木技术的诞生解决了这个问题。胶合木材在材料性能方面有很多优势:

(1)从层压板中消除木材的自然缺陷,如结和裂纹。根据不同方向的受力特点,通过合理的配置将层压板层压成胶合板,避免了天然木材不可控的个体偏差,结构强度均匀。如今,木材加工技术可以将胶合木生长成高达50m的木梁,例如,由Nielstop Architects设计的挪威哈马尔奥林匹克体育场,跨度超长96m;

(2)由于加工过程中充分干燥和一系列化学处理,保证了构件施工后尺寸和形状的稳定性,具有良好的防腐和防火功能;

(3)集成材的尺寸和形状不再受树木自然特性的限制,可以根据设计要求制造大截面、各种形状的结构材料,使大跨度木结构和各种创意造型设计成为可能。

胶合木,实木


混合木结构

混合木结构是指以木结构为主,结合几种不同的材料或结构形式组成的结构形式。虽然胶合木改善了天然木材的性能,但与钢相比,木构件仍然不适合受拉,因此在跨度、结构形式和造型性能上受到限制。为了弥补木结构的不足,设计中常采用混合木结构,尤其是在大跨度建筑中。最常见的胶合木混合结构是由木材、钢材和钢筋混凝土组合而成的混合木结构。其结构分工通常如下:木结构作为主体结构和主要表现形式,决定了建筑的整体结构形式和空间造型;钢构件作为辅助结构承受拉力或穿入木结构以保证主体结构的稳定性,应用于节点设计以满足节点复杂的力学要求;建筑的基础和墙体往往采用钢筋混凝土,避免了木结构与地面的直接接触,增加了建筑的整体稳定性。1992年竣工的日本出云体育馆是用胶合板复合结构建造大空间的典型例子。这个圆形体育馆直径43m,高48.9m,模仿日本伞的结构,布局类似于一把开伞。

钢木结构

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