木結(jié)構(gòu)建筑的優(yōu)勢及發(fā)展

1、木結(jié)構(gòu)建筑的優(yōu)勢及發(fā)展摘要：隨著時(shí)間的推移，木結(jié)構(gòu)建筑結(jié)構(gòu)已經(jīng)越來越被人 們所重視，這類房屋結(jié)構(gòu)綠色、環(huán)保、經(jīng)濟(jì)，具有非常廣闊 的市場空間。本文主要對木結(jié)構(gòu)建筑的優(yōu)勢及發(fā)展進(jìn)行了簡 要的分析。關(guān)鍵詞：木結(jié)構(gòu)；優(yōu)勢特點(diǎn)；發(fā)展前景；中圖分類號：tu3x獻(xiàn)標(biāo)識碼：a一、木結(jié)構(gòu)建筑的優(yōu)勢（一）環(huán)境相容性森林是陸地生態(tài)系統(tǒng)中最大的碳庫，在降低大氣中溫室 氣體濃度、減緩全球氣候變暖中，具有十分重要的作用。co： 是全球氣候變暖的關(guān)鍵原因，而樹木在生長過程中，不斷從 大氣中吸收coz,然后利用太陽能將它轉(zhuǎn)化為建筑產(chǎn)品的原 材料。木材作為地球生態(tài)系統(tǒng)產(chǎn)生的自然資源，屬于負(fù)碳性 建筑材料，因?yàn)槟静漠a(chǎn)品固化的碳比

2、它在生產(chǎn)和使用過程中 釋放的碳更多，因此，在建筑材料中多選用木材，將有助于 抑制大氣中co：含量的增長，減緩全球氣候變暖的趨勢，對 人類的生存與發(fā)展具有重要意義。首先，木材是綠色環(huán)保生物質(zhì)材料，木材的制造、運(yùn)輸 和供應(yīng)需要的能耗要低于鋼材或混凝土，并且其對環(huán)境所帶 來的負(fù)荷是最小的。木結(jié)構(gòu)建筑與環(huán)境親和，木結(jié)構(gòu)件和連 接件既可標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)，又可以在工地上組裝形成了構(gòu)件標(biāo)準(zhǔn) 化和建造裝配化等特點(diǎn)，縮短了建筑周期。因此，施工安裝 速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)快于混凝土結(jié)構(gòu)和磚石結(jié)構(gòu)。其次，木結(jié)構(gòu)建筑具 有優(yōu)秀的保溫隔熱性能。因?yàn)槟静谋旧硎翘烊坏慕^熱材料， 木材的蜂窩狀結(jié)構(gòu)使保溫性能大大優(yōu)于密度大的鋼材和混 凝土等材料。

3、木材的熱阻值約是混凝土的9倍，鋼材無顯著 熱阻。除此以外，輕型木結(jié)構(gòu)的保溫隔熱性能還源于它的木 龍骨空腔內(nèi)（墻體、屋蓋和樓蓋的空腔內(nèi)）可填充玻纖、礦棉 等保溫材料。同時(shí)木材的可循環(huán)利用性，對困擾城市生態(tài)環(huán) 境的問題也提供了有利的幫助。（二）結(jié)構(gòu)安全性木結(jié)構(gòu)的安全性在于它的韌性大，且因木結(jié)構(gòu)的箱式結(jié) 構(gòu)能將力均分，自身結(jié)構(gòu)輕，又有很強(qiáng)的彈性恢復(fù)性，對于 瞬間沖擊荷載和周期性疲勞破壞有很強(qiáng)的抵抗能力，所以， 在地震中吸收的地震力小，結(jié)構(gòu)在基礎(chǔ)發(fā)生位移時(shí)可由自身 的彈性復(fù)位而不至于發(fā)生倒塌。因此，木結(jié)構(gòu)建筑在地震中 往往具有墻倒架不塌的特征。目前的合成材料應(yīng)用技術(shù)比較 成熟，可以添加一些合成材料以提

4、高木材本身的強(qiáng)度，如復(fù) 合木型材就克服了天然木材順紋剪切強(qiáng)度低的缺陷。另外， 木材經(jīng)防火處理可達(dá)到建筑的防火要求，一旦發(fā)生火災(zāi)能為 人員逃逸爭取更長的時(shí)間。由于現(xiàn)代輕型木結(jié)構(gòu)建筑具有良好的抗震性能，因此， 它對保護(hù)居住者的生命安全能起到重要的作用，尤其在地震 多發(fā)區(qū)，更顯露出木結(jié)構(gòu)建筑的優(yōu)越性。（三）空間利用性輕型木結(jié)構(gòu)建筑的墻和天花板組件都很緊湊。緊湊的組 件能滿足建筑物外殼的一切需求。例如，木墻骨柱為 38mmxl40的墻體，遠(yuǎn)遠(yuǎn)薄于框架填充墻及磚石結(jié)構(gòu)的墻體 厚度。在建筑占地面積相同的情況下，墻壁較薄就能增加內(nèi) 部的居住空間。二、木結(jié)構(gòu)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要求及方法木結(jié)構(gòu)建筑已經(jīng)成為現(xiàn)代化城鎮(zhèn)建

5、設(shè)的趨勢，該建筑結(jié) 構(gòu)部具有非常好的生態(tài)環(huán)保效果，經(jīng)濟(jì)效益較高，耐久性較 好，對我國建筑建筑發(fā)展具有至關(guān)重要的作用。（一）木結(jié)構(gòu)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要求1、木結(jié)構(gòu)建筑結(jié)構(gòu)高度不得高于三層：木結(jié)構(gòu)建筑結(jié) 構(gòu)發(fā)展非常迅速，尤其是近年來，技術(shù)體系已經(jīng)得到了非常 好的完善。但在上述發(fā)展過程中，其整體技術(shù)水平與歐美國 家相比仍有一定差距，建筑高度只能夠達(dá)到三層左右。一旦 超過上述高度，木結(jié)構(gòu)建筑安全性將無法保障。2、木結(jié)構(gòu)建筑結(jié)構(gòu)要與環(huán)境相協(xié)調(diào)：木結(jié)構(gòu)建筑結(jié)構(gòu) 設(shè)計(jì)的過程中要做好對建設(shè)環(huán)境的分析，要把握好周圍環(huán)境 狀況，確保設(shè)計(jì)內(nèi)容與自然環(huán)境一致，真正實(shí)現(xiàn)建筑與生態(tài) 的統(tǒng)一。3、木結(jié)構(gòu)建筑結(jié)構(gòu)要符合可持續(xù)發(fā)展觀

6、：木結(jié)構(gòu)建筑 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過程中要對其材料、構(gòu)件等進(jìn)行科學(xué)選取，要保證 材料、構(gòu)件等內(nèi)容能夠與生態(tài)建設(shè)需求相同，從而提升建筑 結(jié)構(gòu)的生態(tài)效益和經(jīng)濟(jì)效益。當(dāng)前木結(jié)構(gòu)建筑材料過程中主 要從溫度、濕度、養(yǎng)分等方面進(jìn)行防腐控制，通過結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 完成木結(jié)構(gòu)材料的保護(hù)。而在構(gòu)件設(shè)計(jì)過程中主要從截面、 尺寸等方面出發(fā)，通過該內(nèi)容改善材料使用效益，提升材料 經(jīng)濟(jì)價(jià)值，提升木結(jié)構(gòu)建筑結(jié)構(gòu)可持續(xù)發(fā)展效益。4、木結(jié)構(gòu)建筑結(jié)構(gòu)要符合力學(xué)原理：木結(jié)構(gòu)建筑結(jié)構(gòu) 需要具有良好的抗震性及抗風(fēng)性，要能夠承受外力的沖擊。 在該結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過程中要做好力學(xué)原理分析，要對力學(xué)內(nèi)容進(jìn) 行對應(yīng)把握，從力學(xué)結(jié)構(gòu)出發(fā)形成對應(yīng)力學(xué)體系，如高次超 靜定結(jié)

7、構(gòu)體系、次要結(jié)構(gòu)受力體系等。由該力學(xué)內(nèi)容出發(fā)進(jìn) 行合理設(shè)計(jì)，最終確定木結(jié)構(gòu)建筑結(jié)構(gòu)剛度、整體性等。（二）木結(jié)構(gòu)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法木結(jié)構(gòu)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)內(nèi)容較為復(fù)雜，需要依照環(huán)境狀況 對設(shè)計(jì)方法進(jìn)行對應(yīng)選取，只有實(shí)現(xiàn)上述方法的合理運(yùn)用， 木結(jié)構(gòu)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)才能夠真正符合城鎮(zhèn)建設(shè)需求。輕質(zhì)木 結(jié)構(gòu)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法主要為有限元分析法。有限元分析法主要通過數(shù)學(xué)微分完成木結(jié)構(gòu)建筑結(jié)構(gòu) 設(shè)計(jì)的分析及運(yùn)算。該方法計(jì)算準(zhǔn)確性和科學(xué)性較高，邏輯 關(guān)系緊密，分析效益明顯高于其他數(shù)學(xué)分析方法，是輕質(zhì)木 結(jié)構(gòu)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的核心計(jì)算內(nèi)容。有限元分析法在進(jìn)行木 結(jié)構(gòu)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)依照數(shù)值分析內(nèi)容及差分分析內(nèi)容對 設(shè)計(jì)中的數(shù)據(jù)進(jìn)

8、行處理，由該處理內(nèi)容確定結(jié)構(gòu)之間的關(guān) 系，建立數(shù)學(xué)模型，形成對應(yīng)模擬體系，從而明確木結(jié)構(gòu)建 筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)性質(zhì)及設(shè)計(jì)效益。在設(shè)計(jì)數(shù)學(xué)分析過程中人員 要做好以下四方面內(nèi)容：第一，對設(shè)計(jì)內(nèi)容進(jìn)行劃分。人員 要依照具體木結(jié)構(gòu)建筑結(jié)構(gòu)狀況進(jìn)行分析劃分，將結(jié)構(gòu)劃分 為形狀規(guī)則、內(nèi)容單一的標(biāo)準(zhǔn)受力單元；第二，對單元內(nèi)容 特征進(jìn)行分析。人員要依照有限元分析法對單元結(jié)構(gòu)進(jìn)行處 理，由有限元分析處理確定單元之間受力狀況及特征；第三, 對單元進(jìn)行組裝，確定結(jié)構(gòu)狀態(tài)。人員要依照上述單元性質(zhì) 對其整體結(jié)構(gòu)剛度進(jìn)行明確，將初始狀態(tài)及受力狀況數(shù)據(jù)帶 入到微分方程中進(jìn)行處理，確定最終設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)效果；第四， 實(shí)施cad構(gòu)圖。由關(guān)

9、系內(nèi)容及數(shù)據(jù)內(nèi)容確定cad構(gòu)圖，以cad 系統(tǒng)確定最終設(shè)計(jì)方案。除此之外，在木結(jié)構(gòu)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 的過程中人員還常使用邊界元分析法及有限差分析法進(jìn)行 設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)分析。上述兩種方法也是主要通過數(shù)學(xué)建模及cad 系統(tǒng)進(jìn)行分析，主體分析方法與有限元分析一致。三、木結(jié)構(gòu)建筑在國內(nèi)的發(fā)展情況國內(nèi)木結(jié)構(gòu)修建始于20世紀(jì)80時(shí)代，尤其是這些年， 國家倡議可持續(xù)發(fā)展，建造生態(tài)城市，大力支持開發(fā)健康環(huán) 保、節(jié)能生態(tài)住宅，使其在大中城市悄然興起木結(jié)構(gòu)建筑熱。 跟著木結(jié)構(gòu)建筑的應(yīng)用，國家有關(guān)的技能標(biāo)準(zhǔn)和各種木結(jié)構(gòu) 規(guī)劃材料也相繼呈現(xiàn)。2003年，一項(xiàng)旨在規(guī)范和輔導(dǎo)建筑領(lǐng) 域木結(jié)構(gòu)用材和木結(jié)構(gòu)規(guī)劃要求的國家標(biāo)準(zhǔn)gb500

10、05-2003木結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)通過，并于2004年1月1日起正式生 效。2005年11月，中國建設(shè)部又出版發(fā)行了木結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 手冊。該手冊由來自美國、加拿大、新西蘭、歐洲和中國 本土的技能專家一起編寫完成。在內(nèi)容上除了緊密結(jié)合木結(jié) 構(gòu)本身特色進(jìn)行輔導(dǎo)外，還增加了有些國外木結(jié)構(gòu)的先進(jìn)技 能和規(guī)劃應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)，以供有關(guān)設(shè)計(jì)人員參閱。這兩部對于木 結(jié)構(gòu)建筑的標(biāo)準(zhǔn)填補(bǔ)了相關(guān)的空白，為工程技能人員在規(guī)劃 木結(jié)構(gòu)修建方面提供了的技能保證和理論依據(jù)，為中國木結(jié) 構(gòu)建筑的發(fā)展起著推進(jìn)效果。環(huán)境問題已經(jīng)變?yōu)槿祟惞餐P(guān)注的經(jīng)濟(jì)社會(huì)問題，我 們面臨的重大挑戰(zhàn)是如何使經(jīng)濟(jì)發(fā)展與環(huán)境保護(hù)有機(jī)地結(jié) 合起來，從而促進(jìn)建立一個(gè)可持續(xù)發(fā)展的社會(huì)。因此，可持 續(xù)發(fā)展已成為新世紀(jì)全球性的發(fā)展戰(zhàn)略?？沙掷m(xù)發(fā)展包括技 術(shù)、經(jīng)濟(jì)和生態(tài)三方面的指標(biāo)。技術(shù)是解決環(huán)境問題的根本 方法和途徑；經(jīng)濟(jì)效益和市場需求是技術(shù)進(jìn)步的動(dòng)力和目標(biāo); 生態(tài)環(huán)境則是這一目標(biāo)的必然結(jié)果。四、結(jié)語木結(jié)構(gòu)建筑作為我國城鎮(zhèn)建設(shè)的重要內(nèi)容，對人們生活 質(zhì)量的提升具有非常積極的意義。該結(jié)構(gòu)體系可以有效改善 建筑抗震效果，提升環(huán)保效益，是建筑可持續(xù)發(fā)展建設(shè)的核 心。