第一章2012本科EWP绪论1.ppt

1、绪论,前言 国内外工程木制材料发展概况 中国工程木质材料发展前景 中国工程木质材料发展存在的问题,1. 前 言 1.1木材最古老的建筑材料 遮风避雨与抵御寒冷是人类的最基本生活要求。从古代开始木材在这方面发挥重要的作用。 我国木结构建筑历史悠久，在原始社会，人们为了居住需要，开始建筑浅穴木架并夯土筑墙形成木架结构，后发展成砖墙木质架。,中国木结构建筑具有悠久的历史,西周时期 能够建造重檐大型木结构宫室。 唐代 木结构建筑的鼎盛时期，木结构建造 技术载入了唐六典，而且还传播到国外。 宋代 制定了营造法式，促进了木结构 建造技术发展。,明清时期 清朝的工部颁布了工程做法则例，制订出了工程标准、统一

2、了官式建筑的体制，规定了27种房屋的格局，使建造技术进一步规范化。有了集成材柱的应用概念，例如颐和园、故宫等。,朱启钤“营造学社”发起者， 近、现代中国建筑研究的开拓者。 朱启钤发掘出失传多年的宋代营造法式，他是当时的内务总长，交通总长，国务总理。,朱启钤在南京藏书家陶湘那里淘到营造法式，该书最为完备的中国古代建筑的记载， 中国法典式的建筑手册。 写书的李诫生在北宋，北宋的建筑正是颠峰。该书“上可以溯秦汉，下可以视近代”。,我国地域辽阔，在建筑风格上也表现出南北的区别，逐渐形成北方之雄伟和南方之秀丽的特色。我国古代木结构建筑保存近千年的有应县木塔及五台山南禅寺、佛光三孔等一批古建筑，另外还有北

3、京故宫古建筑群。这些古建筑是中华民族历史文化遗产的重要组成部分，在国际上久享盛名，具有极高的历史、艺术和科学价值，并誉为东方建筑之瑰宝。,图1.01山西省应县木塔（全名佛宫寺释迦塔）建于辽代清宁二年，即1056年，是现存最高最古老的木塔,图1.02五台山南禅寺大殿 公元782年重建，中国现存最早的木结构建筑,图1.03故宫（又称紫禁城）始建于明永乐四年（公元1406年）重建，是世界上现存规模最大最完整的古代木结构建筑群,故宫始建于明永乐四年（公元1406年）重建，是世界上现存规模最大最完整的古代木结构建筑群,欧 洲,1877年 英国诺丁汉新十字音乐厅 集成材结构的最早建筑物，跨度14M，拱的截

4、面尺寸145x450(mm)，由9层层板组成，用酪蛋白胶胶合。 1893年在瑞士建造的音乐厅建筑骨架是跨距40M的三铰拱梁。这些集成材截面几乎全部是工字形。,德国人奥托赫特泽（Otto Hotzer1886-1911） 1901年胶合木结构专利权获得瑞士政府的批准， 1905年又获得集成材制造方法的专利， 主要是将工字梁腹板和横板用胶粘剂胶合。 1920年，瑞士已建成建筑面积约2000M2建筑物。,1877年 英国诺丁汉新十字音乐厅跨度14M，拱心间距为5M，拱的截面尺寸145x450(mm)，由9层层板组成，用酪蛋白胶胶合。,1916年 哥本哈根胶合木拱梁跨度30m，拱为工字型截面，拱角70

5、0mm、层板高度为33mm，用酪蛋白胶粘结。,1934年建造的美国威斯康星州的体育馆,日 本,1951年东京森林纪念馆的圆形拱梁。 1952年，民办M公司利用本公司研究的成果，制造了跨距为11m的三铰拱梁，并用于北海道的制材厂仓库的建筑上，使集成材产业化。这两种集成材构件都采用脲醛树脂，经过数十年，仍然保持良好的状态。,含义：所谓工程木制材料（Engineered Wood Products 简称 EWP）是通过一系列加工，产品强度性能具有评价、设计保证的结构用木制材料。 特征：是强度性能可靠性高，相对于传统木质材料强度不明确，可靠性差而言，EWP强度性能明确而有保证。此外，它还具有可制成任意

6、大规格的部件（结构用集成材，结构用单板层积材、PSL等），尺寸稳定性好，价格便宜（OSB、OSL等），重量轻（I字梁、金属连接桁架等），耐火性能高（大断面结构用集成材，大断面结构用单板层积材等）等优点。但也有缺点，例如，结构用集成材与锯材相比，价格高等等。由于各种产品各有其优、缺点，重要的是应根据用途，性能要求，预算等具体情况选择产品。,1.2工程木制材料的含义和特征2 工程木制材料的含义类及用途,A.天然、可再生、与环境谐调。 B.性能可靠性高，强度可设计、可预测、可评价 ，而且比较明确。 C.强重比高，木材利用科学合理，节约木材。 D.可制成任意规格和型状。 E.尺寸稳定性好。 F.耐火性

7、能高。 G.抗震性能好。,木结构房屋人类最宜居住的环境,四川省建筑科学研究院,炭化层形成保护木结构的隔热层。,1.3 工程木制材料的种类 工程木制材料一般都用作结构材料，取代传统的实体木材。它包括单板层积材（LVL：Laminated Veneer Lumber）、单板条层积材（PSL）、定向条层积材（OSL）、结构用集成材（Glulam：Glued Laminated Lumber）、机械应力分等锯材（MSR：Machine Stress Rated Lumber）、定向刨花板（OSB）以及由LVL和OSB组合加工而成的I字梁（Ijoist），金属件衔接木材桁架，结构用指接材等等。根据加工工

8、艺分类如图1所示。,1.4工程木质材料的主要用途 结构用集成材:木结构房屋的的主梁、立柱，桥梁的主 梁等大型受力构件。,B. 单板层积材：主要用于建筑托梁、屋顶桁架、工字梁等 构件，也可加工成门窗、门窗框，墙壁支 柱、楼梯等建筑部件。,C. 结构用胶合板、定向刨花板： 在建筑上可用于剪力墙、楼面板，工字梁制造等方面。结构用胶合板还可用于车辆、船舶制造，混凝土模板，集装箱底版等领域。还可用于包装运输等领域。,2.国内外工程木制材料的发展概况 2.1 国外工程木制材料的发展趋势 20世纪90年代以来，以LVL、胶合木梁和木制I字梁三种产品为代表的工程木制材料得到了迅速发展。由于大径级优质原木供应价

9、格不断提高，EWP以其有效利用木材，产品性能优良、可靠的特性正在逐渐向传统锯材领域渗透。在北美的产量从1987年到1997年之间增长了4倍多，市场占有率由1994年的2.8%增加到1998年的4.6%，目前约为8%左右。,EWP Production,Engineered Wood Products Engineered wood plants doubled in past 15 years,北美地区EWP发展概况 木制I字梁: 由于采用了LVL材料，10年间增长了5.5倍。北美 地区 2003年I字梁产量达10.3亿m， 比2002年增加5%。 结构用集成材：2005年产量达到4.7亿ft

10、2 (3/8in厚）， 比2004年增长了17%。 结构人造板：2005年产量431亿板英尺，比2004年增 加1%。 LVL：1987年全世界LVL 35万M3，10年后，LVL增长近3 倍。2005年产量达到9060万ft2（3/8in 厚）。,press systems压合系统,人均消耗 per capita consumption,China is behind Canada the 2nd largest sawn timber producer and behind US the 2nd largest sawn-timber importer. 中国是仅次于加拿大的第二大锯材生产

11、国，以及仅次于美国的第二大锯材出口国。 Every year the demand of sawn timber is increasing by 5 mio m. 锯材需求以每年5万立方米的速度增长。 Since the year 2000, the demand has increased 4 times. Analyst expect that the demand will doubleup again by 2015. 从2000年开始，需求量已经增长了四倍，专家预测到2015年，需求量会再次上涨一倍。,consumption of gluelam in Europe欧洲胶合木消耗量

12、,ca. 800.000 m ca. 1.000.000 m ca. 1.000.000 m 1.500.000 m 3.000.000 m 4.000.000 m 2009 6.000.000 m,how many in China?中国是多少？,图2 日本结构用集成材生产量和进口量的变化 资料来源：日本财务省关税局 日本贸易统计,日本结构用集成材生产与进口概况,日本通过法规促进EWP应用,2010年10月，菅直人政府通过了公共建筑 物木材利用促进法。该法规定，国家、自 治团体等在翻修学校、图书馆、政府厅舍等 公共设施时，3层以下的建筑，原则上要全部 使用木结构建筑，公共设施的内装修以及装 备品也提倡使用木制品。,2.2