現(xiàn)代木結(jié)構(gòu)建筑材料的選擇

第三章:現(xiàn)代木結(jié)構(gòu)建筑材料的選擇1制作單位：江蘇農(nóng)林職業(yè)技術(shù)學(xué)院制

作

人：

王劍合作單位：加拿大木業(yè)協(xié)會(huì)蘇州昆侖綠建木結(jié)構(gòu)科技股份有限公司學(xué)習(xí)目標(biāo)通過(guò)本次課的學(xué)習(xí)，學(xué)生應(yīng)該能夠：描述規(guī)格材的制造方法和分級(jí)系統(tǒng)

解釋木材的基本屬性以及木材含水量與木材收縮及耐久性的關(guān)系3.列舉規(guī)格材的通用尺寸以及木基結(jié)構(gòu)板的類型4.解釋什么是工程木，描述其優(yōu)勢(shì)，并與規(guī)格材作比較

2木材的類型硬木（闊葉木）和軟木（針葉木）樹(shù)木通常被劃分為兩個(gè)種類：硬木和軟木

有些軟木比硬木的硬度更大，所以其名字會(huì)被誤解（反過(guò)來(lái)也一樣）

3木材的類型硬木和軟木硬木樹(shù)種通常都有較寬的樹(shù)葉（部分例外），在秋季或冬季會(huì)落葉。

軟木樹(shù)種通常都有針狀或鱗片狀的樹(shù)葉，一般情況下都是常綠的并且有年輪。

4木材的類型硬木和軟木硬木在建筑中通常用于地板和內(nèi)裝工程（樓梯，壁櫥，踢腳線，門窗線條等）

軟木一般被用于結(jié)構(gòu)框架，封板，混凝土支模，腳手架和其他建筑構(gòu)件

耐久性好的軟木（比如西部紅柏，花旗松）可用于屋面瓦，墻面外掛板，窗框和外門等外部構(gòu)件

5軟木材的制造制造過(guò)程始于伐樹(shù)樹(shù)木被砍下后，樹(shù)枝先被去除，切割成一定長(zhǎng)度方便卡車運(yùn)送

這樣形成的原木再被運(yùn)往鋸木廠

砍伐之后的區(qū)域?qū)⒎N上樹(shù)苗使森林再生

6軟木材的制造原木在鋸木廠進(jìn)行加工樹(shù)皮在加工的過(guò)程中被去除

去掉樹(shù)皮的木材將被鋸成的初步的木板

這些厚木板之后會(huì)被切邊，重新切割成特定尺寸和長(zhǎng)度

7軟木材的制造之后把生材由墊塊隔開(kāi)堆放進(jìn)行風(fēng)干或者窯干大多數(shù)軟木是在窯內(nèi)烘干而不是風(fēng)干

盡管花費(fèi)更大，但窯干更快速，過(guò)程更方便控制

8軟木材的制造需將生材干燥的重要原因：減少收縮變形

減少變色、腐壞及蟲(chóng)害

使得木材可以被防腐處理

9軟木材的制造需將生材干燥的重要原因：:改善木材握釘及施膠能力

保證油漆和其他表面材料的更好的粘結(jié)力

6.使木材處理及運(yùn)輸更方便

10軟木材的制造干燥之后，木材被送過(guò)刨床，校直，磨平，統(tǒng)一尺寸11軟木材的制造木材制造的最后一個(gè)過(guò)程是將木材分等級(jí)12軟木材尺寸木材相關(guān)稱呼：13邊面端面寬度厚度正面軟木材尺寸木材的厚度和寬度：:名義尺寸-在進(jìn)行干燥和最終處理之前的生材尺寸

實(shí)際尺寸-進(jìn)行干燥和刨光處理之后的實(shí)際尺寸

14軟木材尺寸結(jié)構(gòu)規(guī)格材常用的尺寸（厚度和寬度）:15實(shí)際尺寸公制（英制）

名義尺寸（英制）

38x89mm(1?x3?in.)2x438x140mm(1?x5?in.)2x638x184mm(1?x7?in.)2x838x235mm(1?x9?in.)2x1038x286mm(1?x11?in.)2x12軟木材尺寸結(jié)構(gòu)用規(guī)格材的長(zhǎng)度2.4米至7.2米，其中以600毫米遞增的每一個(gè)長(zhǎng)度

中國(guó)內(nèi)地能買到的最長(zhǎng)材料為6.1米

常見(jiàn)長(zhǎng)度：

168英尺8ft.10英尺10ft.12英尺12ft.14英尺14ft.16英尺16ft.18英尺18ft.20英尺20ft.2.44m3.05m3.66m4.27m4.88m5.49m6.10m含水率與變形木材的含水率極為影響其表觀及耐久性含水率是指木材內(nèi)所含水分的質(zhì)量占其烘干質(zhì)量的百分比。

木材的含水率會(huì)隨著周圍的空氣穩(wěn)定下來(lái)，但會(huì)隨著環(huán)境的變化而變化。17含水率與變形木材會(huì)干縮和濕脹生材干燥時(shí)會(huì)有明顯的收縮

木材各方向變形不一致

-順紋方向變形很小 -橫紋方向變形很大

木材干燥過(guò)程中可能會(huì)有翹曲出現(xiàn)

18翹曲類型

翹彎

扭彎

扭曲

瓦彎

收縮現(xiàn)象

含水率與變形推薦的含水率：結(jié)構(gòu)中的規(guī)格材在封板之前最高含水率不超過(guò)19%。

一般此時(shí)，木材平均含水率在15%，絕大部分收縮已經(jīng)沒(méi)有了。

可用儀器測(cè)試木材的含水率。19探針型木材含水率測(cè)試儀軟木材分級(jí)結(jié)構(gòu)用材必須是經(jīng)過(guò)分等級(jí)的方便設(shè)計(jì)師選擇強(qiáng)度合適的木材

方便訂貨商清楚所訂貨物為其所需

方便施工監(jiān)理檢查材料是否符合規(guī)范20軟木材分級(jí)大部分木材是根據(jù)其缺陷數(shù)量進(jìn)行目測(cè)分級(jí)

節(jié)疤的尺寸與位置

斜紋理

鈍棱數(shù)量

輪裂、端裂與干裂的尺寸

21節(jié)疤

斜紋理

干裂

鈍棱

軟木材分級(jí)加拿大國(guó)家評(píng)級(jí)系統(tǒng)加拿大國(guó)家木材評(píng)級(jí)機(jī)構(gòu)

加拿大木材評(píng)級(jí)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定

GB50005-2003《木結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》的分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)同加拿大標(biāo)準(zhǔn)一致

22軟木材分級(jí)23樹(shù)種等級(jí)含水率制材廠編號(hào)目測(cè)評(píng)級(jí)印章

評(píng)級(jí)機(jī)構(gòu)軟木材分級(jí)24樹(shù)種等級(jí)含水率制材廠編號(hào)加拿大木材評(píng)級(jí)管理局是管理機(jī)構(gòu)加拿大共有約15家木材定級(jí)機(jī)構(gòu)所有木材廠家都是加拿大木材評(píng)級(jí)管理局下的成員

評(píng)級(jí)機(jī)構(gòu)評(píng)級(jí)機(jī)構(gòu)樹(shù)種軟木材分級(jí)25等級(jí)含水率制材廠編號(hào)具有相似特性的木材種類被劃分為一類花旗松-落葉松

(D.Fir-L)

鐵杉-冷杉

(Hem-fir)

云杉-松-冷杉

(SPF)

北方樹(shù)種

(Northern)

樹(shù)種等級(jí)評(píng)級(jí)機(jī)構(gòu)軟木材分級(jí)26含水率制材廠編號(hào)目測(cè)強(qiáng)度評(píng)級(jí)特選結(jié)構(gòu)級(jí)材(SS)

一級(jí)與二級(jí)材No.1,No.2（結(jié)構(gòu)用材）

三級(jí)材

含水率評(píng)級(jí)機(jī)構(gòu)軟木材分級(jí)27樹(shù)種等級(jí)制材廠編號(hào)含水率制材時(shí)的測(cè)定值

干材刨光S-Dry

濕材刨光S-Grn

含水率制材廠編號(hào)評(píng)級(jí)機(jī)構(gòu)軟木材分級(jí)28樹(shù)種等級(jí)制材廠編號(hào)代表制材廠的代號(hào)

軟木材分級(jí)另一種方法是用機(jī)械測(cè)試每根木材來(lái)分級(jí)這種叫做機(jī)械分級(jí)木材

機(jī)械分級(jí)木材一般用于作高應(yīng)力構(gòu)件

（比如跨度大的樓板擱柵，工字梁的上下弦，膠合木梁）

29定級(jí)機(jī)構(gòu)樹(shù)種含水率彈性系數(shù)計(jì)算預(yù)計(jì)最終彎曲度鋸木廠編號(hào)工程木產(chǎn)品工程木產(chǎn)品是一種再造的或組合而成的材料，逐漸被用來(lái)替代規(guī)格材它們是通過(guò)使用粘合劑把木材的纖維，顆粒，薄木片或者粘合在一起的規(guī)格材制作而成

這些材料在制造過(guò)程中遵循嚴(yán)格的質(zhì)量指標(biāo)，并且其性能必須滿足各種各樣的工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)

30工程木產(chǎn)品與規(guī)格材比較工程木產(chǎn)品的優(yōu)勢(shì):更高、更準(zhǔn)確的強(qiáng)度與剛度，增加了許用跨度

更好的尺寸穩(wěn)定性（更少的收縮，彎曲或者扭轉(zhuǎn)）

消耗更少木材并且能使用更小的，生長(zhǎng)快速的樹(shù)進(jìn)行制造

在不犧牲結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的情況下提供額外的設(shè)計(jì)選擇

31工程木產(chǎn)品指接材指接材是將短段的規(guī)格材通過(guò)端部的指結(jié)縫施膠粘結(jié)起來(lái)形成的木材

用途：在某些情況下可以與通常的規(guī)格材交替使用

指接木可利用之前被視作無(wú)用的短片規(guī)格材制作

32指接木接頭

工程木產(chǎn)品單板層積材(LVL)將多層單板施加防水膠膠合在一起形成的工程木產(chǎn)品，和膠合板類似，但比它厚

用途：主梁，過(guò)梁，樓板封邊板，工字梁翼緣，樓梯梁

主梁可在現(xiàn)場(chǎng)拼裝制作，減少過(guò)重的吊裝

33工程木產(chǎn)品平行木片膠合木（PSL）將木片在壓力下膠合在一起制成的高強(qiáng)度的工程木制品

.用途：主梁，柱，過(guò)梁

PSL梁有漂亮外觀，可用于裸露部分。其高強(qiáng)度同樣可用于其他非裸露的地方

34工程木產(chǎn)品層疊木片膠合木同OSB板制作類似，是將速生樹(shù)種木片在壓力下施加防水膠膠合在一起制成的工程木產(chǎn)品

用途：主梁，過(guò)梁，樓板擱柵，墻龍骨，樓板封邊板，樓梯梁，地梁板

LSL可用作墻體龍骨，用在很高或垂直度要求高的墻體（比如廚房櫥柜墻或浴室貼磚墻）

35工程木產(chǎn)品工字梁工字梁是將規(guī)格材或單板層積材作翼緣，膠合板或OSB板作腹板膠合在一起制成的工程木

用途：樓板擱柵，屋頂椽條及擱柵

工字梁一致的剛度，強(qiáng)度及自重使其適合較大跨度

腹板可以按照要求鉆出管道孔36翼緣腹板

工程木產(chǎn)品膠合木

在一定條件下將特殊等級(jí)的規(guī)格材膠合在一起制成的工程木產(chǎn)品

用途：主梁，過(guò)梁，桁架梁，柱，重型桁架

使用防水膠使其室內(nèi)外皆可應(yīng)用37木基結(jié)構(gòu)板膠合板膠合板由多層單板在一定溫度和壓力下膠合而成

用途：屋面板，墻面板，樓面基板，工字梁

腹板

樓面膠合板一般都有企口，可以互相咬合，所以接縫部位下面就可以不使用擋塊支撐

沒(méi)帶企口的膠合板是用安裝在接縫處的H形卡件彼此咬合

38樓面膠合板帶企口

屋面膠合板用H形卡件

木基結(jié)構(gòu)板定向木片板（OSB板）OSB板是細(xì)木片按同一方向排列、分層并

用膠粘合的結(jié)構(gòu)木板

用處：屋面板，墻面板，樓面板，工字梁腹板

由于木片朝向的原因，OSB板強(qiáng)度和剛度沿長(zhǎng)向比沿短向大

15.5毫米或更厚的OSB板長(zhǎng)邊有些帶有企口，有些沒(méi)有

39學(xué)習(xí)資源《施工指南》：第4章，附錄I，J及P40學(xué)習(xí)資源《加拿大針葉木鋸材分級(jí)培訓(xùn)手冊(cè)》《加拿大針葉木鋸材分級(jí)規(guī)則詳解》

41學(xué)習(xí)資源《潮濕與輕型木結(jié)構(gòu)建筑》42學(xué)習(xí)資源《工程木制品的設(shè)計(jì)可能性》4344完

145術(shù)語(yǔ)表風(fēng)干材-裸露在自然大氣條件下進(jìn)行緩慢干燥得到的木材

干裂-木材徑向小裂紋

實(shí)際尺寸-進(jìn)行干燥和刨平切割之后的實(shí)際尺寸

切邊材-一面以上切出來(lái)的木材

.指接材-將短段的規(guī)格材通過(guò)端部的指結(jié)縫施膠粘結(jié)起來(lái)形成的木材

膠合木-在一定條件下將特殊等級(jí)的規(guī)格材膠合在一起制成的工程木產(chǎn)品

.46術(shù)語(yǔ)表生材-未干燥之前的木材

.硬木-在秋季或冬季會(huì)落葉的闊葉樹(shù)（部分例外）的木材。

工字梁-將規(guī)格材或單板層積材作為翼緣，膠合板或OSB板作為腹板膠合在一起制成的工程木

窯干材-將其放入窯中，控制在一定熱量、濕度和風(fēng)量中干燥得來(lái)的木材

結(jié)疤-在木材生產(chǎn)過(guò)程中被切割的嵌在樹(shù)內(nèi)的樹(shù)枝或樹(shù)干部分

47術(shù)語(yǔ)表層疊木片膠合木（LSL）-速生樹(shù)種木片在壓力下施加防水膠膠合在一起制成的工程木產(chǎn)品

.單板層積材（LVL）-將多層單板施加防水膠膠合