轻型木结构探究现状研究

1、轻型木结构探究现状研究【摘要】随着我国经济的发展和人们生活水平的提高，人 们对居室环境的要求越来越髙，具有优良性能的轻型木结 构房屋越来越引起人们的重视。特别在一些大城市，由于国 外技术的引进和开发商的参与，木结构房屋的建设成为一 个新热点。本文分析了轻型木结构研究现状，提出了建议。【关键词】轻型木结构；研究；建议1. 国外研究现状木结构在北美、欧洲的近50年中得到了较大的发展， 伴随着现代高科技的发展，木结构从取材，加工，设计以及 安装均注入了高科技的成分。现代木结构建筑已成为传统营 造概念和高新技术的结合物，被广泛运用到各类建筑中，尤 其是三层以下的住宅、办公楼、学校、工厂甚至体育馆，应

2、用率达90%,木制品被开发商，建筑师，建造商设为主要的 结构材料，被用来满足任何建筑造型和最长达到25m的空间 跨度要求，而同时要保持足够的强度和合适的高度。在许多 优秀的木结构建筑中建筑师所设计的自由平面、丰富的空间 概念和结构形式令人回味无穷。近年来，不少研究者在轻型木结构结构性能研究方面， 特别是轻型木结构剪力墙抗侧性能领域做了大量的工作。gatto与uang进行了不同加载方案的剪力墙试验，试 件尺寸为2. 4mx2. 4m,探讨了不同加载方案对剪力墙性能的 影响，发现加载序列对剪力墙受力性能有较大影响，循环次 数多的加载方案（如spd）将导致钉的断裂，使剪力墙的极 限承载力与变形性能降

3、低。st ewar t进行了剪力墙低周期循环往复加载与振动台加 载研究，试件尺寸均为2.44m x2.44m,发现伪静力加载试 件的强度小于动力加载试件，同时认为强度提高的原因是动 载下钉节点强度的增加。dinehart与shenton3进行了剪力墙静力加载以及动 力加载试验。发现动载时最大荷载略小于静载时的最大荷 载；动载试验时墙体延性比静载试验时延性要小，静载时墙 体的破坏特征是覆板脱离木骨架、覆面板钉子拔出，而动载 时墙体的破坏特征却是覆板钉子拔出、疲劳直至最终破坏。2. 国内研究现状近年来我国工程界开始重视木结构房屋的发展和研究， 建设部组织编制的木结构设计规范、木结构工程施工质 量验

4、收规范、木结构实验方法标准等相继于2003年颁 布施行，这是木结构在中国的一件大事。各研究机构、高等 院校的科研人员也开始把研究目光转向木结构，并取得了一 些成果。王厚军，耿绍辉4通过实验数据及有关资料，论述了 轻型木结构用胶合板覆板的的特点，并介绍了相关产品的质 量和性能要求。覆面板的特点：（1）结构用覆面胶合板，需 要具有良好的耐水性能、耐候性和耐老化性能，生产中应采 用酚醛树脂胶为胶粘剂；（2）覆面胶合板的幅面规格尺寸通 常为1220x2440mm,特殊规格有1200x2400mmo （3）覆面 胶合板的厚度随产品用途（墙面板、屋面板或楼面板）及规 格材（木制搁栅等）的跨距不同而变化，常

5、用的厚度规格为 6. 0-18. 5mmo当墙骨、搁栅等跨距为600mm时，墙面板的最 小厚度为7.5mm,屋面板的最小厚度为12. 7mm,楼面板的最 小厚度为18.5mm；当墙骨、搁栅等跨距为400mm时，墙面板 的最小厚度为6.0mm,屋面板的最小厚度为9.5mm,楼面板 的最小厚度为15. 5mmo赵均海5教授以西安东门城楼木结构为实例，对我国 古建筑应用变刚度单元方法进行了动力分析，为古建筑的结 构动力分析提供了新思路。其通过大量研究，将城楼简化成 杆系单元和变刚度单元组合的梁一柱体系。在未加入变形刚 度前共有110个节点，208个单元；加入变刚度单元后，有 238个节点，336个单

6、元。有限元计算时根据椽卯连接形式 来决定是否加入边刚度单元，柱卯不加入，而梁端加入，最 终得出了此木结构的一阶和二阶固有频率，讨论了椽卯节点 刚度对固有频率的影响。其成果对今后木结构的研究具有借 鉴作用。张舵6教授以一座木结构古塔为研究对象，利用有限 元结构分析软件，通过定义梁单元组来模拟木结构中的斗 拱，建立了能够反映木塔较细结构的有限元计算模型，地基 采用刚性地基相似，柱子与基础之间设定为钱接，计算模型 中的构件采用弹性各向异性材料模型，用集中质量代替结构 中的附加质量，用集中质量单元把每层质量均匀分配到内外 槽柱顶部，共确定了 13046个单元，最后经过计算得到了木 塔的弯曲振动模态。而

7、对木塔的地震响应计算结果表明，在 地震作用下，木塔的第二、第三层是整个结构的最容易产生 破坏的部位，也就是说木塔有一个相对软弱的腰部，这应该 作为对木塔进行修缮和维护的重点。3. 建议由于我国在轻型木结构研究方面起步较晚，研究力量相 对分散、研究成果也相对独立，故难以相互对照、支持，与 实际应用有较大距离，因此，在开发和应用中还有许多研究 工作要做。目前国内的研究成果，仅限于物理力学性能一弹性模 量、静曲强度、徐变等，只考虑了集中静载作用，既没有考 虑均布荷载，也没有考虑冲击荷载；在轻型木结构有限元分 析方面，只局限在单一的梁、板、柱的研究，并未考虑整体 结构在静力和动力下的反应。我国杨木、杉

8、木等速生林资源丰富，现有杨木林面积已 超过一亿亩，是世界上杨树人工林面积最大的国家，每年可生产木材一亿立方米以上。苏北是意杨之乡，意杨有较大工 业利用，但主要用作装修用胶合板、造纸，资源并未得到充 分利用，只发挥了生态效益，未充分发挥经济效益。因此如 果杨木结构胶合板能够用于轻型木结构楼、屋、墙面板，可 以解决我国小径材、劣质材的出路，带动相关产业的发展， 创造更多的就业机会，产生极大的经济效益。科【参考文献】1 gattok, c m uang. effects of loading protocolon the cyclic response ofwoodframe shearwalls .journalof structural engineering,20032 stewart w g. the sheathed shearwalls. ph. d. engineering,university zealand,19873 dinehart d w,hwseismic design of plywoodthesis,department of civil of canterbury, newshenton iii. comparison ofstatic and dynamic response of timber shearwalls .journal of stru