浅谈现代木结构建筑及其在中国的发展状况--毕业论文.doc

大连理工大学网络高等教育毕业论文（设计）模板 网络高等教育本 科 生 毕 业 论 文（设 计） 题 目：浅谈现代木结构建筑及其在中国的发展状况学习中心： 昆明五华智源培训学校学习中心 层 次： 专科起点本科 专 业： 土木工程 年 级： 2012年 秋季 学 号： 120014203036 学 生： 指导教师： 完成日期： 2014年 6月15日 III浅谈现代木结构建筑及其在中国的发展状况内容摘要木结构建筑从结构形式上分，一般分为轻型木结构和重型木结构，主要结构构件均采用实木锯材或工程木产品。木结构建筑有着施工简易、设计灵活、保温隔热性能好、防潮防虫性好、抗震性好等诸多优点。木材是世界公认的环保建材。中国有着几千年的木结构建筑历史，但在今天，木结构建筑的应用几乎成为空白。环顾四周发达国家，小到住宅，大到大型体育场，木结构都有广泛应用。为何拥有如此多优点的木结构建筑在当代中国的却没有很好的发展？本文从木结构建筑在中国古代与当代、国内与国外的发展对比，探讨木结构建筑在当代中国的发展前景。关键词：木结构建筑；建筑木材；中国木结构建筑发展。 目 录内容摘要I引 言11 现代木结构建筑的种类和用材21.1 现代木结构建筑的种类21.1.1 普通木结构21.1.2 胶合木结构31.1.3 轻型木结构51.2 现代木结构建筑的用材91.2.1 原木、锯材（方木、板材、规格材）91.2.2 胶合材142 木结构建筑的特点182.1 抗震耐久、防虫防潮182.2 设计灵活，使用率高192.3 环保节能，保温隔音192.4 冬暖夏凉，采光性好、外观美雅，自然亲和192.5 施工周期短203 现代木结构建筑在中国的发展状况及原因分析213.1 现代木结构建筑在中国的发展状况213.1.1中国发展现代木结构建筑现状213.1.2木结构建筑类型本土化、多样化、现代化223.1.3接受人群层次、范围不断扩大223.2 影响现代木结构建筑在中国发展的因素233.2.1 房地产市场因素233.2.2 原材料资源因素243.2.3 技术因素243.2.4木结构建筑环境学特性243.2.5 建筑及运行成本253.2.6 社会文化因素254 中国现代木结构建筑发展展望264.1木结构建筑的应用领域264.2设计人才尚属行业短板265 结语28参考文献29引 言2008年5月12日，我国四川省发生里氏8.0级的大地震，据民政部报告，截至2008年9月25日12时，四川汶川地震已确认69227人遇难，374643人受伤，失踪17923人；2011年3月11日，日本本州岛海域发生里氏9.0级大地震，日本官方已确认地震海啸已造成8133人死亡（2011年03月20日），失踪12272人。而这其中，大部分人死于海啸。对比之下，让人不禁要问为何我国伤亡人数比日本多出这么多。诚然，日本是多地震国家，其公众的灾难意识很强。但其中有一个绝不容忽视的原因就是他们的建筑物抗震等级很高。512四川汶川大地震，以及其与日本本州岛海域地震的对比，惨痛的现实使人们对住宅建筑的安全、坚固、抗震能力提出明确的要求。由此也引发了中国建筑业对节能抗震的“木结构”的重新发现。1 现代木结构建筑的种类和用材木材是人类认识和使用较早的建筑材料之一。木结构建筑是指单纯由木材或主要由木材承受荷载的建筑。现代木结构建筑与古代木结构建筑有着本质的区别。现代木结构建筑是指以各种木质人造板材或经过处理的原木、锯木为建筑的结构材料，以木质或其他建材为填充材，并以木构件或钢构件为连接材料建造的房屋。这些经过加工、处理的再生木质人造板材可以直接替代天然原木使用，其结构性能以及防腐、防火性能却远远优于天然原木。木材作为建筑材料具有重量轻、强度高、美观、加工性好等特点,现代木结构建筑在世界上许多国家应用已很普遍。尤其伴随着现代科技和计算机产业的发展，木结构从取材、加工、设计、安装均融入科技成分，现代木结构建筑已成为传统营造概念和现代科技的完美结合物。在北美,木结构住宅处于市场的主导地位，2000年美国新建独户别墅约111.4万幢,其中90%采用木结构，在33万幢多层住宅中，27.5万幢采用了木结构；在加拿大，木材工业是国家支柱产业之一，其中木结构住宅的工业化、标准化和配套安装技术非常成熟。在亚洲的日本,大量的住宅是利用木材、胶合木和水泥刨花板建造的。目前，日本新建的住宅房屋中，有半数以上是木结构。在北欧的芬兰和瑞典,居住房的90%为一层或二层的木结构建筑。除大量的住宅建筑外，木结构建筑还被广泛应用于建造厂房、学校、旅馆、体育馆等公共建筑。在现代西方许多优秀的木结构建筑范例中,建筑师充分利用木材的特性,创造出了丰富的空间概念和建筑形态,令人回味无穷。1.1 现代木结构建筑的种类根据标准建筑规范，按照木构件的大小轻重，木结构建筑可以分为三种类型:轻型木框架建筑，普通木框架建筑，重型木结构建筑。重型木结构建筑包括胶合木结构、原木结构等。现代木结构主要采用普通木结构、胶合木结构和轻型木结构。1.1.1 普通木结构普通木结构指承重构件采用方木或原木制作的单层或多层木结构。为了保证木结构的 正常工作和延长结构的使用年限，并收到良好的技术经济效果，普通木结构设计应符合下列规定：1、木材宜用于结构的受压或受弯构件，对于在干燥过程中容易翘裂的树种木材（如 落叶松、云南松等），当用作桁架时，宜采用钢下弦；若采用木下弦，对于原木，其跨度不 宜大于15m，对于方木不应大于12m，且应采取有效防止裂缝危害的措施。2、木屋盖宜采用外排水，若必须采用内排水时，不应采用木制天沟。3、必须采取通风和防潮措施，以防木材腐朽和虫蛀。4、合理地减少构件截面的规格，以符合工业化生产的要求。5、应保证木结构特别是钢木桁架在运输和安装过程中的强度、刚度和稳定性，必要 时在应在施工图中提出注意事项。6、地震区设计木结构，在构造上应加强构件之间、结构与支承物之间的连接，特别 是刚度差别较大的两部分或两个构件（如桁架与柱、檩条与桁架、木柱与基础等）之间的 连接必须安全可靠。7、在可能造成风灾的台风地区和山区风口地段，木结构的设计，应采取有效措施， 以加强建筑物的抗风能力。尽量减小天窗的高度和跨度；采用短出檐或封闭出檐；瓦面（特 别在檐口处）宜加压砖或座灰；山墙采用硬山；檩条与桁架（或山墙）、桁架与墙（或柱）、 门窗框与墙体等的连接均应采取可靠锚固措施。8、抗震设防烈度为8度和9度地区设计木结构建筑，根据需要，可采用隔震、消能 设计。9、在结构的同一节点或接头中有两种或多种不同的连接方式时，计算时应只考虑一 种连接传递内力，不得考虑几种连接的共同工作。10、杆系结构中的木构件，当有对称削弱时，其净截面面积不应小于构件毛截面面积 的50%；当有不对称削弱时，其净截面面积不应小于构件毛截面面积的60%。 在受弯构件的受拉边，不得打孔或开设缺口。1.1.2 胶合木结构胶合木结构是指用胶粘方法将木料或木料与胶合板拼接成尺寸与形状符合要求而又具有整体木材效能的构件和结构。胶合木结构于1907年首先在德国问世，至40年代中期已发展成为现代木结构的一个重要分支。广泛应用于各种工程上。中国第一座胶合木结构的房屋于1957年在北京建成，随后也在其他工程结构上得到一定的发展和应用。胶合板可分为层板胶合结构和胶合板胶合结构层板胶合结构用木板或小方木重叠胶合成矩形、工字形或其他截面形式的构件及由之组成的结构。层板胶合的优点不仅可以小材大用、短材长用，而且还可将不同等级（或树种）的木料配置在不同的受力部位，做到量材适用，提高木材的利用率。但这种构件在少量生产的情况下，其价格要比普通木料高，只有在成批生产或大量利用废料时才能收到良好的技术经济效果。胶合板结构用胶合板为镶板、普通木材或胶合木为骨架的胶合结构。按胶合板受力状态的不同分为两类：一类是以胶合板主要承受剪切应力的结构，如工字形和箱形截面的梁、拱和框架及褶板。另一类是以胶合板主要承受正应力的结构，如屋面板、墙板、壳体和管结构等。的抗菌性和耐胶合板的优点在于板面宽大，而又具有较好的匀质性。因此，适应性强，用作承重结构，容易满足建筑设计的要求，但结构用胶合板比一般装修用胶合板的质量要求高，要有特定的质量标准。胶合木结构的强度和耐久性在很大程度上取决于胶合质量。要按专门的规定进行设计。因此，在设计与制造上要对胶的选择、木材的拼接构造以及胶合工艺条件等提出专门的技术要求。宜按材料的具体情况设计，一般要求在不致引起胶缝内应力过大的条件下应尽量使用厚板胶合，以减少木料的加工损耗和用胶量 。直线形构件的板厚以34厘米为宜，弧形构件还应不大于其曲率半9径的1/300。短料接长以采用手指相互插接的指接最能充分利用木材。但在构件受拉力很大的部位，则应采用斜率为1/10的斜搭接，以保证重要接头传力的可靠性。相邻两层板的接头位置应适当错开，且不可顺一方向布置成阶梯形，以免影响构件受力。胶合板的拼接主要是在不同的受力区段使用不同等级的胶合板。因此，要按专门的规定进行设计。用于胶合的木材，其含水率应不大于15%，胶合面应予刨光，以使胶缝密合，胶液渗透顺畅。为了保证胶粘质量，每批胶要经强度检验合格后方可使用。同时，还应注意每种胶的使用条件，如酚醛树脂胶要在16C以上的气温中方能保持其正常的性能。木料涂胶叠合后，须加压养护至胶液完全固化。适宜的压力为0.30.5兆帕（指接时为1.0兆帕）,常温加压时间为24小时，卸压后继续养护24小时即可交付使用。如果提高室温或对胶缝施以微波加热，则加压养护时间可大为缩短，但需经试验确定。符合上述条件制作的胶合木构件，可视为整体木构件进行计算。但由于胶合木构件可作成任意的截面形式和高度。因此,在计算中，尚应考虑上述因素的影响,以保证胶合木结构的必要刚度和侧向稳定性。1.1.3 轻型木结构轻型木结构是用规格材及木基结构板材或石膏板制作的木构架墙体、楼板和屋盖系统构成的单层或多层建筑结构。轻型木结构建筑具有突出的技术特点，产品、构件工业化程度高、规格系列齐全，施工技术简单、施工质量易于控制、现场干法施工、建造速度快，结构整体性好，抗震优良，建筑造型容易实施，使建筑效果更加丰富多样。目前，轻型木结构在世界上不少国家地区的住宅以及商业和工业项目中获得了广泛地应用。单在北美，约有85%的多层住宅和95% 的低层住宅采用轻型木结构体系。此外，还有约50%的低层商业建筑和公共建筑，如餐馆，学校，教堂，商店和办公楼等，都采用这种结构体系。轻型木结构体系，是将小截面构件按一定的间距等距离平行排列形成框架，然后在框架外根据受力需要，包上结构面板，形成建筑物的墙体，楼盖和屋盖等基本构件。整个结构体系就是由这些墙体，楼盖和屋盖构成的箱形建筑体系。作为一种高次超静定的结构体系，轻型木结构的结构强度通过主要结构构件（框架）和次要结构构件（墙面板，楼面板和屋面板）的共同作用得到。具体地说，是指用规格材及木基结构板材或石膏板制作的木构架墙体、楼板和屋盖系统构成的单层或多层建筑结构。轻型木结构建筑的基础通常为混凝土基础，一层楼板为木楼板或混凝土楼板，以一层楼板为平台建造一层墙体，然后以此类推。轻型木结构建筑在屋盖和墙体空间填充保温材料以达到良好的保温效果。屋面和墙面铺设防水材料以满足防水、防潮要求。轻型木结构建筑室内墙板采用石膏板以满足防火要求，外墙外侧面可选用涂料、挂板、贴砖等多种外饰面材料。轻型木结构框架采用小尺寸规格材料和锚钉连接，多条荷载传递通路使其具有较高的结构安全冗余度，在地震和强风作用下结构安全性能高。轻型木结构建筑在中国仅限于3层以下单户或多户式住宅，但在欧美国家常见于5至6层住宅。根据防火规范，轻型木结构应设置防火分区和选择满足耐火极限要求的构件。超过6层的轻型木结构建筑需要利用支撑墙以及连接不同构件的重型金属连接件来实现结构的安全要求。当采用轻型木结构时，应满足当地自然环境和使用环境对建筑物的要求，并应采取可靠措施，防止木构件腐蚀或被虫蛀，确保结构达到预期的设计使用年限。噪声控制是多层轻型木结构必须考虑的一大因素，而现有技术能大大减少声音在楼板和墙体之间的传播。轻型木结构的平面布置宜规则，质量和刚度变化宜均匀。所有构件之间应有可靠的连接和必要的锚固、支撑，保证结构的承载力、刚度和良好的整体性。历史上，轻型木结构分成两种，即全高框架式与平台框架式两种全高框架式轻型木结构主要用在20 世纪的早期，墙体框架构件在两层楼高范围内沿竖向连续。现在，这种结构除了在建筑物的局部采用外，已经不作为主要的结构形式了。从20 世纪后期开始，平台框架式轻型木结构主导了北美的住宅市场并广泛地用于商业和轻型工业建筑。这种轻型木结构的特点是每层楼盖作为一个平台，支承于下层的墙体上，该平台同时为上层墙体的施工提供工作面。现代的平台框架式轻型木结构与50 年前比较，在所用材料和施工方法上都有很大的不同。轻型木结构的基础在美国，轻型木结构的基础主要采用地下室基础，独立或条形基础以及混凝土础现浇地坪。地下室基础一般采用现浇钢筋混凝土或混凝土砌块，在美国北部普遍采用。混凝土现浇地坪在美国南部和西部较为常见。除了上述三种基础，还有一种地下室基础采用经加压防腐处理木材建造的。这种基础，除了地下室的底板采用混凝土外，周围墙体采用经过加压防腐处理的规格材和木基结构板材。施工时，基础外墙位于地面以下部分应有防潮层，同时在外墙的回填土中有排水措施。之所以采用这类基础，是因为许多人不喜欢混凝土的感觉而希望地下室与上部结构有同样的建筑性能标准。因为基础墙体必须是永久性的，所以墙体的墙骨柱，墙面板以及连接件都必须耐腐。美国的建筑规范规定了墙体材料的具体耐腐要求。除了墙体结构构件，所有的连接件必须耐腐，例如可采用不锈钢连接件。轻型木结构楼盖对于采用地下室基础的轻型木结构，底层的楼盖一般由柱和梁支承，梁可以采用组合梁，胶合梁或工字钢梁。组合梁一般由规格材组成。如采用底层架空独立或条形基础，底层楼盖可采用同样的支承体系。北美的轻型木结构楼盖体系中，楼盖搁栅的中心间距一般为400mm 或610mm （即16 或24 英寸）。搁栅的尺寸与荷载，搁栅间距，跨度，树种以及规格材等级有关。常用搁栅一般可采用截面尺寸为38 x 89 或38 x 235 （即2 X 8 或2 X 10 英寸）的规格材；预制工字木搁栅或平行铉杆桁架的截面尺寸，根据不同的生产厂家。规格材的搁栅的经济跨度一般从3.6m 到4.8m。超过此跨度，可采用工字搁栅或其他工程木产品。为了使工程技术人员较为简便地计算搁栅的截面尺寸，一般在规范和标准中都给出有关的跨度表。对于预制工字木搁栅或平行铉杆桁架的承载力，可参见有关生产厂家的技术说明。楼梯，壁炉以及烟道等楼盖开孔会截断一根或数根楼盖搁栅。一般情况下，开孔方向尽量与搁栅的长度方向平行以减少被截断的搁栅的数量。在结构上，凡是被截断的搁栅均由封头搁栅支承，而封头搁栅两端由未截断的楼盖搁栅支承。开孔宽度1.2 m 以下时一般采用单根封头搁栅，超过这一宽度，应通过工程计算确定。另外，封头搁栅两端连接应特别注意。按规范要求，对于框架构件的切割和钻孔应减小到最低程度。经切割或钻孔的构件，当超过规范规定的范围时应采取相应的加强措施。在集中荷载较大的部位，例如浴缸下，应采用加强搁栅或其他有效地加强措施。如果楼盖采用桁架或工字木搁栅，则楼盖能达到的跨度比采用规格材的楼盖跨度大许多，不需加额外的中间支座。除此之外，另一大优点就是桁架的腹杆之间和工字搁栅的腹板开孔都能很容易地安排管道走向。楼面板除了承担楼面竖向荷载外，还起到了横向支撑的作用，传递风荷载和地震荷载引起的剪力。所以也称作剪力横撑。楼面板为施工提供了工作平台，也是楼面其他装修材料的基层。美国早期的住宅一般采用实木板作楼面板，而现代的轻型木结构住宅一般采用木基结构板材作楼面板，主要包括结构胶合板和定向刨花板。在施工时，根据不同位置的受潮湿程度的难易性，决定所用板材的暴露等级。例如靠近水管部位的楼板等等。安装楼面板时，一般板材的长度方向与搁栅垂直。板材的之间应留有拼缝，宽度不小于3 mm， 主要是保证潮湿引起的少量收缩膨胀。轻型木结构的外墙除了山墙，轻型木结构的外墙一般都是承重墙，承载楼盖和屋盖传来的荷载。墙体的框架构件主要包括竖向的墙骨柱和其他水平向构件，这些水平构件包括顶梁板，底梁板以及门窗洞上的过梁等。墙骨柱的截面尺寸一般为38 x 89, 38 x 114 或者38 x 140 mm 。墙骨柱之间的中心间距一般采用300，400 或610mm 。墙骨柱的截面尺寸根据墙体所受的荷载，外墙材料以及所需的墙体的保温要求来定的。门窗洞口尺寸小于1.2 m 时过梁的截面尺寸一般为38 x 140 。为使得过梁与墙体的宽度一至，一般在两根过梁间用填块连接。除此之外，也可采用预制工字木搁栅或其他结构复合材。施工时，从底层楼盖安装完毕开始施工第一层墙体。在多数情况下，先在楼盖上水平施工，待整片墙体组装完毕，然后竖起安装到位。如果整片墙体太长，则可将墙体分成若干片，分别组装安装。在安装墙体框架构件时，特别应注意交角和拐角处的墙骨柱的安装，即提供内部装修材料的安装基层。一般在隔墙与外墙的交接处，应采用双根墙骨柱，为隔墙提供支承。承重墙体的顶梁板一般为双层，尤其当屋面椽条或楼盖搁栅的的支座位置在墙骨柱之间时，顶梁板必须双层。上下顶梁板的拼缝应错开至少一个墙骨柱的间距。在风力较大或地震烈度较大的地区，规范要求上下层墙体之间以及底层墙体与基础之间都必须有可靠的锚固连接。外墙面板材料一般采用木基结构板材。和楼盖用作剪力横撑的道理一样，作为一种箱形结构，轻型木结构的墙体承担风力和地震力引起的剪力，并将这种剪力传至基础。在轻型木结构中，并不是要求所有的墙体都起到传递剪力的功能，对于具有传递剪力功能的墙体，我们称作加撑墙或剪力墙。为了保证这些墙体本身的刚度用以传递剪力，墙体内部必须有支承。而最常用和简单的支承办法就是利用墙面板，包括木基结构板材和石膏墙板。除此之外，美国的规范还提供了其他几种不同的加撑办法，有兴趣的读者可参阅美国有关的建筑法规。轻型木结构的天棚和屋面现在在美国，轻型木结构的屋面体系一般有两种，即传统的搁栅-椽条体系以及轻型桁架。而后者的应用现在越来越广泛，已经达到了75% 的市场占有率。美国50 年代以前的建筑大部分采用搁栅和椽条体系。椽条一般一端支承在墙体的顶梁板上而另一端支承在屋脊板上。为了减少椽条对墙体的推力，椽条之间在底部支座处用天棚搁栅连接。而天棚搁栅同时与墙体的顶梁板连接。1.2 现代木结构建筑的用材根据GB 50005-2003木结构设计规范的规定，现代木结构建筑的用材根据不同的结构类型分为原木、锯材（方木、板材、规格材）和胶合材。1.2.1 原木、锯材（方木、板材、规格材）（此处论述什么是“原木、锯材（方木、板材、规格材）”，主要来源于哪些树种，有什么特点，主要用于哪种类型的木结构建筑中，规范中是如何分级的等等。阅后删除红字。）木材是一种天然材料。我国森林面积1.8亿亩（1200万hm2),森林覆盖率16.55%；活立木总蓄积量124.9亿m，其中森林蓄积量112.7亿m，占活立木总蓄积量的90%。 在森林蓄积量中针叶林蓄积量63.3亿m，阔叶林蓄积量49.4亿m，针阔比为56:44。仅从绝对数来看，我国森林面积和森林蓄积居世界第五位，但森林覆盖率只有世界平均森林覆盖率的61%；全国人均森林面积0.1281hm2，只有世界人均占有水平的21.3%；人均 森林蓄积量为9.048m3，只及世界平均水平的1/8，居世界一百二十位以后。此外，我国 森林资源状况还存在着森林质量不高、资源分布极不平衡、森林结构不合理，用材林可采 资源严重不足等问题。然而木材是当今世界主要工业材料中惟一可再生的材料，符合人类当今社会可持续发 展的战略构想。速生人工林从培育到成熟利用只需1050年的时间，平均每公顷能年产20m3木材，相当于每天可产15kg纤维素或30kg木材。只要合理应用现代林业科学技术/科学经营，合理采伐，就完全可以使木材成为取之不尽、用之不竭的材料。而其他资源只会随着人类的需求而越采越少。到2070年全球将出现金属资源枯竭，2100年将会出现石油、天然气等石化资源枯竭。木材本身又是一种环保材料，符合21世纪人类社会对材料的环境协调性愈来愈关注和重视的发展趋势，符合社会材料结构优化的基本原则。木材还是一种传统材料，具有广泛的用途和适用性，据报道，现有的木材产品已达10万种。木材的利用形式也比其他材料要多。然而现实是中国木材缺口量每年已达6000万m之巨。近年来，国家每年动用大量外汇进口木材和各种林产品。随着全球对生态环境的重视以及森林认证制度的推行，长期依赖进口来弥补国内缺口，将受到来自国际市场供应和国家外汇平衡的双重制约。因此，光靠进口木材来满足国内需求，并非长久之计。大力培育速生树种和扩大树种的利用，同时研究和引进先进的木材加工技术，充分利用现有资源，是当务之急。建筑用材的主要树种建筑承重构件用材的要求，一般说来最好是：树干长直、纹理平顺、材质均匀、木节少、扭纹少、能耐腐朽和虫蛀、易干燥、少开裂和变形、具有较好的力学性能，并便于加工。但能完全符合这些条件的树种是有限的，在设计中，应按就地取材的原则，结合实际 经验，在确保工程质量的前提下，以积极、慎重的态度，逐步扩大树种的利用。结构用材可分两类：针叶材和阔叶材。结构中的承重构件多采用针叶材。阔叶材主要 用作板销、键块和受拉接头中的夹板等重要配件。1. 我国各地区可供选用的常用树种如下：(1) 黑龙江、吉林、辽宁、内蒙古：红松、松木、落叶松、杨木、云杉、冷杉、水曲 柳、桦木、懈栎、榆木。(2) 河北、山东、河南、山西：落叶松、云杉、冷杉、松木、华山松、槐树、刺槐、 柳木、杨木、臭椿、桦木、榆木、水曲柳、獬栎。(3) 陕西、甘肃、宁夏、青海、新疆：华山松、松木、落叶松、铁杉、云杉、冷杉、 榆木、杨木、桦木、臭椿。(4) 广东、广西：杉木、松木、陆均松、鸡毛松、罗汉松、铁杉、白裯、红裯、 红 锥、黄锥、白锥、檫木、山枣、紫树、红桉、白桉、拟赤杨、木麻黄、乌墨、 油楠。(5) 湖南、湖北、安徽、江西、福建、江苏、浙江：杉木、松木、油杉、柳杉、红裯、白裯、红锥、白锥、栗木、杨木、檫木、枫香、荷木、拟赤杨。(6) 四川、云南、贵州、西藏：杉木、云杉、冷杉、红杉、铁杉、松木、柏木、红锥、黄锥/白锥、红桉、白桉、桤木、木莲、荷木、榆木、檫木、拟赤杨。(7) 台湾：杉木、松木、台湾杉、扁柏、铁杉。此外，各地往往对同一树种有不同的称呼，在附录一中，将这些树种的标准名称、木 结构设计规范用名、别名、拉丁名及产地列出对照表，供选材时参考。2. 常用的进口树种可供建筑使用的常用的进口树种如下：(1) 北美：花旗松、北美黄杉、粗皮落叶松、加洲红冷杉、巨冷杉、大冷杉、太平洋 银冷杉、西部铁杉、白冷杉、太平洋冷杉、东部铁杉、火炬松、长叶松、短叶松、湿地 松、落基山冷杉、香脂冷杉、黑云杉、北美山地云杉、北美短叶松、扭叶松、红果云杉、白云杉。(2) 欧洲：欧洲赤松、落叶松、欧洲云杉。(3) 新西兰：新西兰辐射松。(4) 俄罗斯：西伯利亚落叶松、兴安落叶松、俄罗斯红松、水曲柳、栎木、大叶锻、 小叶椴。(5) 东南亚：门格里斯木、卡普木、沉水稍、克隆木、黄梅兰蒂、梅灌瓦木、深红 梅兰蒂、浅红梅兰蒂、白梅兰蒂。(6) 其他国家：辐射松、绿心木、紫心木、孪叶豆、塔特布木、达荷玛木、萨佩莱 木、苦油树、毛罗藤黄、红劳罗木、巴西红厚壳木。为方便识别，在附录二中，将主要进口材的标准名称、拉丁名称及主要特性列出，供 选材参考。三、建筑木材的主要特性1. 常用建筑木材的主要特性简单介绍如下：落叶松干燥较慢、易开裂，早晚材的硬度及收缩均有大的差异，在干燥过程中容易轮裂，耐腐性强。铁杉干燥较易，干缩在小至中等之间，耐腐性中等。云杉干燥易、干后不易变形，干缩较大，不耐腐。马尾松、云南松、赤松、樟子松、油松等干燥时可能翘裂，不耐腐，最易受白蚁 危害，边材蓝变色最常见。红松、华山松、广东松、海南五针松、新疆红松等干燥易，不易开裂或变形，干缩小，耐腐性中等，边材蓝变色最常见。栎木及裯木干燥困难，易开裂，干缩甚大，强度高，甚重甚硬，耐腐性强。青冈干燥难，较易开裂，可能劈裂，干缩甚大，耐腐性强。水曲柳干燥难，易翘裂，耐腐性较强。桦木-干燥较易，不翘裂，但不耐腐。2.新利用树种木材新利用树种木材的主要特性介绍如下：槐木 干燥困难，耐腐性强，易受虫蛀。乌墨（密脉蒲桃)干燥较慢，耐腐性强。木麻黄-一木材硬而重，干燥易，易受虫蛀，不耐腐。隆缘桉、柠檬桉和云南蓝桉干燥困难，易翘裂;云南蓝桉能耐腐，隆缘桉和柠檬 桉不耐腐。檫木干燥较易，干燥后不易变色，耐腐性较强。榆木干燥困难，易翘裂，收缩颇大，耐腐性中等，易受虫蛀。臭椿干燥易，不耐腐，易呈蓝变色，木材轻、软。桤木干燥颇易，不耐腐。杨木干燥易，不耐腐，易受虫蛀。拟赤杨木材轻、质软、收缩小，强度低，易干燥，不耐腐。2.进口木材进口木材的主要特性介绍如下：花旗松强度较高，但变化幅度较大，使用时除应注意区分其产地外，尚应限制其 生长轮的平均宽度不应过大。耐腐性中，干燥性较好，干后不易开裂翘曲。易加工，握钉 力良好，胶粘性能好。南亚松强度中，干缩中，干燥较难，且易裂，边材易蓝变。加工较难，胶粘性 能差。北美落叶松强度中，耐腐中，易加工。西部铁杉强度中，不耐腐，且防腐处理难，干缩略大，干燥较慢。易加工、钉钉，胶粘性能良好。东部云杉强度低，不耐腐，且防腐处理难。干缩较小，干燥快且少裂，易加工、钉钉，胶粘性能良好。东部铁杉强度低于西部铁杉，不耐腐。干燥稍难，加工性能同西部铁杉。白冷杉强度低于太平洋银冷杉，不耐腐，干缩小，易加工。西加云杉强度低，不耐腐，干缩较小，易干燥、加工、钉钉，胶粘性能良好。 北美黄松虽度较低，不耐腐，防腐处理略难，干缩略小，易干燥、加工、钉钉， 胶粘性能良好。巨冷杉强度较白冷杉略低，其余性质略同。南方松、海湾油松及长叶松强度较高，耐腐性中等，但防腐处理不易。干燥慢，干缩略大，加工较难，握钉力及胶粘性能好。西部落叶松强度高，耐腐性中，但干缩较大，易劈裂和轮裂。 新西兰辐射松密度中等，容易窑干，窑干后弹性模量和强度提髙，易紧固，握钉 力好。易加工、指接和胶合。易于防腐处理，耐久性良好。欧洲赤松强度高，中等耐腐性，边材易处理，易干燥，胶粘性能良好。俄罗斯落叶松强度高，耐腐性强，但防腐处理难。干缩较大，干燥较慢，在干燥过程中易轮裂。加工难，钉钉易劈。欧洲云杉强度中，吸水慢，耐腐性较差，防腐处理难。易干燥、加工、钉钉，胶粘性能好。海岸松与欧洲赤松略同。俄罗斯红松强度较欧洲赤松低，不耐腐。干缩小，干燥快，且干后性质好。易加 工，切面光滑，易钉钉，胶粘性能好。西伯利亚松与俄罗斯红松同。小干松强度低，不耐腐，防腐处理难，常受小蠢虫和天牛的危害。干缩略大，干 燥快且性质良好，易加工、钉钉，胶粘性能良好。门格里斯木强度高，耐腐，干缩小，干燥性质良好，加工难，钉钉易劈裂。卡普木强度高，耐腐，但防腐处理难，干缩大，干燥缓慢，易劈裂。加工难，但 钉钉不难，胶粘性能好。沉水稍强度高，耐腐，但防腐处理难，干缩较大，干燥较慢，易裂，加工较难， 但加工后可得光滑的表面。克隆木强度髙但次于沉水稍，心材略耐腐，而边材不耐腐，防腐处理较易。干缩 大且不勻，干燥较慢，易翘裂。加工难，易钉钉，胶粘性能良好。绿心木强度高，耐腐。干燥难，端面易劈裂，但翘曲小，加工难，钉钉易劈，胶 粘性能好。紫心木强度高，耐腐，心材极难浸注。干燥快，加工难，钉钉易劈裂。 孪叶豆强度高，耐腐。干燥快，易加工。塔特布木强度髙，耐腐，加工难。达荷玛木强度中，耐腐。干燥缓慢，变形大，易加工、钉钉，胶粘性能良好。 萨佩莱木强度中，耐腐中，易干燥、加工、钉钉，胶粘性能良好。1.2.2 胶合材实木锯材虽有不同的尺寸和等级，但其截面尺寸和长度受到树木原材料本身尺寸的限制，所以对大跨度构件，实木锯材往往难以满足设计要求。在这种情况下可以采用结构胶合木构件。最早的胶合木的生产专利是在十九世纪90年代由德国颁发的。胶合木的出现，极大地提高了木材资源的利用率。胶合木生产工业的迅猛发展是在1942年防水酚醛树脂胶出现以后开始的。采用这种胶生产的结构胶合木可以用在室外露天环境，而不用担心胶缝的脱胶现象。随着生产和技术的不断发展，除了传统上用实木锯材粘接生产的结构胶合木外，现在也出现了一些复合结构胶合木。例如，可在胶合木构件的受拉或受压边缘采用单板层积材或其他高分子材料，这样可以极大地提高构件的抗拉和抗压能力。（一）结构胶合木的特点胶合木结构随着建筑设计、生产工艺及施工手段等技术水平的不断发展和提高，其适用范围也越来越大，采用胶合木结构的建筑工程也越来越受人们的喜爱。胶合木结构具有以下技术上和经济上的优点：1能利用较短较薄的木材，组成几十米或上百米的大跨度构件，制做成各种不同的外形，构件截面也可制做成矩形、工字形、箱形等较合理的形状。解决了受天然原木尺寸的限制，可以灵活地设计建筑平面和外形，从而扩大了木结构的应用范围。2可以剔除木材中木节、裂缝等缺陷，以提高材料强度。也能根据构件受力情况，进行合理级配，量材使用，将不同等级的木材用于构件不同的应力部位，以达到提高木材的使用率和劣材优用的目的。3由于制作胶合木构件所用的木板易于干燥，当干燥后的木板含水率小于15%时，制成的胶合木构件一般无干裂、扭曲等缺陷。4可以减少原木、方木结构构件在连接处的削弱，且连接点少，所用连接铁件较少，整体刚度好。5经防火设计和防火处理的大截面胶合木构件，具有可靠的耐火性。6隔音性能好，能大量减少使用期和施工期对周围环境产生的噪音影响。7保温性能好，能防止构件的冷桥和热桥。8具有的天然木质纹理效果，在建筑中体现的美学效果经久不衰。9可以工业化生产，提高生产效率，尺寸能满足较高的精度，可减少现场工作量，便于保证构件的产品质量。10构件自重轻，有利于运输、装卸和现场安装，并能减少整个建筑物基础部分的费用。11构件在制作过程中耗能低，节约能源。胶合木是利用天然材料，不污染环境，能使用在自然环境中，并能十分协调地融合在建筑环境中，可以不用其他材料再装饰而减少装饰费用。胶合木构件也能抵抗环境的腐蚀，特别适用于游泳场馆，不怕水蒸气中氯对构件的腐蚀。（二）胶合木结构的结构形式1直线梁、单坡和双坡变截面梁：适用于跨度30m以下的简支梁或多跨连续梁。2斜坡弓形梁：适用于20m以下的跨度，顶部坡度应小于10，并且，底部弯曲应尽可能浅。3钢木桁架：适用于75m以下的跨度，受拉杆为高强度钢拉杆，受压杆为胶合木构件。4两铰和三铰拱：通常适用于60m以下的跨度，在欧洲已建成超过100m的实例。水平力由拉杆或承台承担，而由风荷载产生的吸力是设计时应考虑的主要问题。5弧形加腋门架：适用于50m以下的跨度。为了避免屋脊过大的挠度，顶部斜面坡度应大于14。当斜面坡度较小时，应在拱腰处加设一个调整腋，以减少胶合木结构较高的造价。6指接门架：适用于24m以下的跨度，顶部斜面坡度应大于14。在门架转角接口处，采用特殊的指接技术。除以上的结构形式外，还采用了折板、薄壳及空间木桁架结构等。随着工业生产水平的提高和设计计算技术的发展，更为新颖复杂的胶合木结构正出现在各种不同类型的现代建筑中。（三）结构胶合木的应用结构胶合木是所有采用胶粘剂生产的工程木产品中最具多样性的产品。其应用范围可从住宅建筑中的大梁和过梁，到大空间公共建筑或工业建筑中的主要结构构件。胶合木的强度和刚度相对来说比一般的锯材大，同时，其强度与自重比高于钢材。因为结构胶合木产品本身的特点，大尺寸的构件完全可以采用从次生林或人工林中采伐的直径较小的树木制成，改变了以前大尺寸构件依赖原始林的状况。胶合木构件使用在建筑工程中能合理使用木材，能更好地满足建筑设计中各种不同类型的功能要求，构件制作能采用工业化生产，制作过程中便于保证构件的产品质量，能大量减少建筑工程现场的工作量。胶合木的构件长度除了受到运输以及装卸条件的限制，一般可制成任意的长度。当采用防水酚醛树脂胶时，经加压防腐处理后，结构胶合木产品可用在户外露天环境。这些应用包括电讯设备支架、水工建筑、码头、桥梁以及模板、脚手架等。目前，国际上很多国家的胶合木结构大量用于大空间、大跨度和对防火要求高的各种公共建筑、体育建筑、游泳场馆、工厂车间、大型商场和公路桥梁等民用与工业建筑（图7.1.10）。采用胶合木结构还有利于节约木材和扩大树种的利用，在我国有着广泛的使用前景，应积极创造条件推广应用。（四）胶合木板的材质等级要求胶合木在生产过程中，通过对不同材质等级的木板进行组合，以达到不同的构件强度 要求。所以，木板的材质等级直接影响到胶合木构件的强度。用作胶合木的木板材质等级 包括目测分级和机械分级的材质等级。与轻型木结构中规格材的目测分级要求相比，用于木板的目测分级要求更为严格。表2.1.1给出了胶合木结构板材目测分级的标准。应当注意的是，木材缺陷，尤其是节子在分级过程中，是以构件的截面尺寸为测量基础的。所以当木板进行纵向锯切后，木板必须重新分级。例如，对节子来说，原来居中的节子经过纵向锯切后，由原来在木板中间的位置变成边缘位置，此时，材质等级已经不一样了。同样道理，当胶合木在完成胶合，成型后进行刨切砂光时，当最后产品的截面宽度小于原来木板宽度的85%时，应考虑对木板重新分级。除了目测分级材，生产胶合木的国家或地区还采用机械分级的木板。目前，越来越多 的生产厂家采用机械分级与目测分级结合使用的分级方法，以期获得更高的强度和刚度。胶合木结构板材质标准 表2. 1. 1项次缺陷名称材质等级bbb1