木結構

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木結構是是指全國科學技術名詞審定委員會公布的科技名詞。

漢字是民族靈魂的紐帶，在異國他鄉謀生，漢字便是一種寄託，哪怕是一塊牌匾、一紙小條，上面的方塊字會像磁鐵般地吸引着你，讓你感受到來自祖國的親切。因為那中國人的情思已經濃縮為那最簡單的橫豎撇捺。

目錄

名詞解釋

用木材製成的結構。木材是一種取材容易，加工簡便的結構材料。木結構自重較輕，木構件便於運輸、裝拆，能多次使用，故廣泛地用於房屋建築中，也還用於橋樑和塔架。近代膠合木結構的出現，更擴大了木結構的應用範圍。

木材受拉和受剪皆是脆性破壞，其強度受木節、斜紋及裂縫等天然缺陷的影響很大；但在受壓和受彎時具有一定的塑性。木材處於潮濕狀態時，將受木腐菌侵蝕而腐朽；在空氣溫度、濕度較高的地區，白蟻、蛀蟲、家天牛等對木材危害頗大。木材能着火燃燒，但有一定的耐火性能。因此木結構應採取防腐、防蟲、防火措施，保證其耐久性。

歷史沿革

中國是最早應用木結構的國家之一。根據實踐經驗採用梁、柱式的木構架，揚木材受壓和受彎之長，避受拉和受剪之短，並具有良好的抗震性能；建於遼朝(1056年)的山西省應縣木塔，充分體現了結構自重輕、能建造高聳結構的特點。在木結構的細部製作方面，採用乾燥的木材製作結構，並使結構的關鍵部位外露於空氣之中，可防潮而免遭腐朽；在木柱下面設置礎石，既避免木柱與地面接觸受潮，又防止白蟻順木柱上爬為害結構；在木材表面用較厚的油灰打底，然後油漆，除美化環境外，兼有防腐、防蟲和防火的功能。

中國的木結構建築在唐朝已形成一套嚴整的製作方法,但見諸文獻的是北宋李誡主編的《營造法式》，是中國也是世界上第一部木結構房屋建築的設計、施工、材料以及工料定額的法規。對房屋設計規定「凡構屋之制，皆以材為祖。材有八等，度屋之大小，因而用之」。即將構件截面分為八種，根據跨度的大小選用。經按材料力學原理核算，當時木構件截面與跨度的關係符合等強度原則，說明中國宋代已能通過比例關係選材，體現出梁抗彎強度的原理。與梁、柱式的木構架溶為一體的中國木結構建築藝術別具一格，並在宮殿和園林建築的亭、台、廊、榭中得到進一步發揚，是中華民族燦爛文化的組成部分

發展

木材作為一種永恆的建材，古老而又現代，木結構建築在風格特性上與城市特點相呼應，彰顯人文特點。天然材質使建築具有一種特別的親和力，消除建築本身作為外來物的冰冷感覺，木結構建造的靈活性可以充分發揮個性化，人性化特點。木結構在園林景觀中的應用更有利於結合中國文化特點，煥發歷史神韻又不失現代氣氛.木結構建築將為中國建造的不僅是可供使用的建築實體,更成為一座座人文景觀。

在中國，隨着「天保」工程的實施，大部分地區已嚴禁砍伐樹林。從美國進口木材可填補由此造成的缺口。美國所有出口的木材產品均來源於經認證的美國於可持續開發的森林資源。結構用鋸材和工程木產品強度高，模數體系齊全，以及完善的分等分級規定，能滿足各種從單體住宅等小型建築到體育館和橋樑等大型建築的多種需要。

分類介紹

木結構按連接方式和截面形狀分為齒連接的原木或方木結構，裂環、齒板或釘連接的板材結構和膠合木結構。

齒連接的原木或方木結構

以手工操作為主的工地製造的結構。加工簡便，發展最早，應用也最廣。在中國應用最多的也是這種結構形式。

原木或帶髓心的方木在乾燥過程中，多發生順紋開裂。當裂縫與桁架受拉下弦連接處受剪面重合時，將降低木結構的安全度，甚至導致破壞。故在採用原木或方木結構時，應採取可靠措施，儘量減少裂縫對結構的不利影響。

原木和方木截面較大，乾燥費時，所以製作時只能採用截面內外平均含水率不大於25%的半乾材。半乾材在安裝後逐漸乾燥到與空氣中的相對濕度平衡時，將產生橫紋干縮，並在節點處產生的橫紋或斜紋承壓變形偏大，再由於齒連接手工操作的偏差，致使原木或方木結構的變形較大。

原木或方木桁架的下弦除了開裂的影響之外，還常因所供應的木材質量偏低，難以選得符合受拉構件材質標準的木材。為了保證原木或方木結構的安全可靠，在中國大量推廣應用鋼材作下弦和拉杆的鋼木桁架。以保證結構的安全可靠，並在一定程度上提高了結構的剛度，減小了變形。

裂環、齒板或釘連接的板材結構

由厚度在10厘米以內的木板組成的結構。木板厚度小，能在短期內乾燥，結構的變形較小，且木板又無完整的年輪，在乾燥過程中切向和徑向收縮率不一致所引起的翹曲可用加壓的方法控制；乾燥不均勻引起的內應力很小，即使產生裂縫，因開裂程度輕微，不影響結構的安全。。

裂環連接的板材結構

裂環能傳遞較大的內力，既能用於節點連接，又能用於接頭的連接；裂環能標準化生產，環槽可用機具開鑿，可使木結構的製作進入工業化生產。

裂環通過環槽承壓和連接靠木材受剪傳力，其安全度受脆性破壞的木材抗剪強度控制。裂環安裝後處於隱蔽狀態，不易檢查。因此被齒板逐漸取代。

齒板連接的板材結構

衝壓而成的齒板用油壓機直接壓入木材，製造簡便，與裂環連接相比，具有較高的緊密性，減小了結構的變形，且便於檢查。齒板通過眾多的齒分散承壓傳力，有很好的韌性，比裂環連接可靠。國外多將齒板應用於桁架節點和接頭的連接。

釘連接的板材結構

多在工地製造，由於加工方便，可以製成弧形桁架等合理的結構形式，在蘇聯應用較多。中國曾用於體育館、倉庫等跨度較大的屋蓋結構。由於釘連接的後期變形較大，應用受到一定的限制。

膠合木結構

包括層板膠合結構和膠合板結構。由於膠合木結構能較好地利用木材的優點和克服其缺點，使木材在結構中的應用更為合理，所以在一些技術發達的國家得到較大的發展，而成為木結構的主要形式。多用於大跨度的房屋。美國相繼建成直徑為153米、162米及208米的膠合木圓頂。

此外，將木材旋切成3～10毫米厚的單板,木紋相互平行層疊熱壓膠合成30～50毫米厚的板材稱為密層膠合木，可用以製成各種構件或結構。密層膠合木的問世使膠合木結構的應用達到新的高度。如建於1976年跨度為122米的密層膠合木筒拱,用於美國愛達荷州立大學足球場的屋蓋，上、下翼緣採用由16層單板膠合厚度為45毫米的密層膠合木。圖為在吊裝筒拱。

螺栓球節點連接的木結構

螺栓球節點連接的木結構是於2010年提出的新型木結構，其特點在於將木結構同鋼結構雜交，利用木材為主材，鋼結構螺栓球節點為連接，通過鉸接的形式形成空間鉸接杆件體系，從而將木結構的應用領域從傳統房屋拓展到大跨度空間結構。

此項螺栓球節點連接的木結構連接技術，由中國民航大學教師提出並於2012年獲得中國知識產權局專利局的發明專利授權（授權號ZL20101057461.X），是木結構研究領域的最新成果。