建筑木材及木结构研究（精）

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1、木材及其木结构研究【摘要L本文首先主要回顾了木材的使用历史，然后阐述了木材的材料性能以及木结构的结构形态，还有现代木结构的新技术和新材料，最后探讨了木材在资源利用和口J持续发展问题方面的作用。【关键词】：木材、木结构、单板层积材、定向刨花层积材1、木材使用的历史架木造屋，这项活动最早大致出现在14000多年前，从考古文献屮得知，木材是人类最早使用的建筑材料之一。早在数千年前，在中国的传统建筑中，木材的广泛应用以及高水平的木构技术和艺术成就使以木构为主体的屮国传统建筑在世界建筑文明体系中独树一帜。中国的第一代建筑理论家和建筑学术体系的奠

2、基者之梁思成先生曾经精辟地将中国建筑传统定义为“土木之功作为建筑用材”。木构作为世界各种文明体系中的基木现象，在西方的建造行为中，也是重要的传统之一。作为西方文明发源地的欧洲，其建造行为中的木构原本就是重要的传统虽然西方建筑在我们的概念里冇较多是石构的影像，但从数量和范围上看，木构只会比石构更为巨大和广泛。在欧洲，希腊早期的庙宇和其他建筑物，都是木构架的。由于木构架容易腐朽和失火，希腊人利用陶片来保护木构架。古罗马吋代在建筑上继承了古希腊的成就，并创造发展了独特的拱券技术。在木结构的应用上，最早的木屋架形式是由两根相对的木料构成人字形

3、，中间用水平的联系杆件连接。在大型的公共建筑上除了使用拱顶和穹顶Z外，也使用木桁架。西欧在5〜10世纪建筑极不发达，中世纪之初，除了意大利北部一个地区之外，西欧各地普遍失去了拱券技术。西欧在大部分地区丢失了古罗马的拱券技术后，大量的采用了木屋架。自10世纪起,拱券技术从意大利北部传到莱茵河流域的城市里，进而传到西欧各地。因为木屋架太容易失火，教堂重新使用拱券技术。在木桁架的应用上，意大利和拜占庭一直沿用相同样式。15世纪，英国对原有木桁架进行了一项很大的改革，即“托臂梁桁架”，与拱肋相结合，产生较人的跨度。英国伦敦的威斯敏特大厅是廿前

4、保留最好的采用这种木构架的建筑。每一架拱由三组木头并排构成，而这三组木头是用橡树制成的木栓连接起来的。在屋顶结构屮间的每个交叉元素，都是通过独立的樺卯结构相连接的。外侧的木头在中间大致与接缝处联起来，使得这块木头与两侧都连接起來。然而在1666年伦敦的那场大火烧毁了13000多所住宅。所以木构架建筑物也逐渐减少。直到1760年代，随着水力和风力的使用，动力工厂大量兴起，木材在建筑上的使用冇越来越多。到1773年时，罗徳岛上的木材完全耗尽。1777年，圆锯在英国获得专利，更加带动了木材在建筑中的使用。1810年，木材取代皮毛成为加拿大最

5、大的出口商品。1832年，在美国芝加哥发明一种被称为“芝加哥房屋”的轻质木框架房屋。房屋使用38nm）厚的木材作为墙骨、地扳梁、天花梁、屋顶椽子。骨架间用大量生产的长钉连接而成，顶部也通过钉子连接加固。这种轻型木结构成为最主要的低层住宅、多层住宅、宿舍、旅馆、老年公寓等的木结构方式。1850年，圆锯在美国首次用于木材加工。到19世纪60年代，北美五大湖地区成为美国木材生产加工的屮心。而到1870年代，由于美国东部地区大量的伐木，导致其森林面积大大减少，美国东部地区逐渐成为了从西部进入木材的净进口地区。而1883年通往普吉特海湾的铁路的

6、建成通车则打开了西北部森林的大门。1884年在爱沙尼亚生产出了三层座位的椅了。到1890年代，锯木厂锅炉的热回收加热产生的“热池塘”，使得北美锯木厂全年的全年运行成为可能。与此同时，大尺度的带锯也发明出来。1905年，软木胶合板在刘易斯和克拉克远征百年纪念展上展出。1906年，在德国生产出合成树脂胶水。自从20世纪40年代后期开始，平台框架开始占主导地位，如今，它代表了加拿大建筑业的常规做法。2、材料性质2.1、木材的构成木材是一种天然可再生的材料，还是一种多用途的材料，它能以不同的方式制成用途广泛的产品。天然木材的构成与结构具有多样

7、性复杂性，这既是一个长处，又是一个短处。一方面因为这种多样性带来了广泛的用途；另一方面由于复杂性在使用屮需要特别谨慎地了解每利

8、木材的特性，以确保达到所要求的质量或标准。木材的多孔结构是为了给树木捉供水分和养料。作为在植物史屮较为古老的树种，落叶树木含有三种不同种类的细胞，分别用来提供、运输和储存养分。针叶树木却只冇一种细胞，它是一种既能捉供养分，也能运输和储存养分的细胞,这样就增加了这种木材的弹性。木髓位于树干的正中心。木头的细胞围绕着这个最初的中心开始生长。木髓通常'是干燥的并H不能提供水分和养料。通过树干的横截面可以看到放射状的

9、髓线。加上颜色和年轮以及在很多种树中都有的树脂囊，就能够得出这种木材的各项性能，并能得知树木的年龄和健康状况。心材指在生活的树木中已不含生活细胞的中心部分，其贮藏物质（如淀粉）已不存在或转化为心材物质；通常色深；无输导树