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木结构建筑的特点及应用前景分析

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  摘要:本文对木结构建筑的特点及应用前景进行了分析,明确了木结构建筑与奇特材质结构相比所具有的独特性与应用前景,希望为关注此话题的人提供有效的参考。
  关键词:木结构建筑;复合木材;抗震性
  引言
  木结构是自然环境中的可再生能源,具有密度小、强度高、弹性好、色调丰富、纹理美观、易加工等特点,在实际的施工建设过程中能够有效的应用到建筑的各个方面,有助于提高建筑的隔热性、耐久性、抗震性等性能。
  1木结构建筑的特点
  1.1隔热性
  木质材料是天然可再生的材料,木质材料中的细胞组织可以容留空气,在同样的厚度与环境条件下,与标准的混凝土相比隔热值高16倍,与钢材相比隔热值高400倍。在低温条件下,木结构建筑与混凝土结构建筑的室内温度相比高6℃,而夏天木结构建筑内的与其他结构建筑相比相对凉爽舒适。
  1.2抗震性
  木结构建筑在承受瞬间冲击荷载与周期性荷载等方面具有良好的韧性,经过检验,木结构建筑的抗震性一般大于8级地震,在1995年的日本神户大地震中,木结构建筑基本未受到损坏,由此可见木结构建筑的抗震性远大于一般砖混结构的建筑物。
  1.3灵活性
  木质材料在选材与加工上更为便捷,木结构设计的简便性决定了木结构种类选择的多样性,使得木结构建筑的外观建设更加灵活,室内的布局可通过改建、拆除等方式进行合理的归置与设计,在材料选择、安装周期、建筑设计等方面皆具备一定的灵活性。
  1.4耐久性
  随着科学技术水平的不断提高,经过技术加工处理过后的木材具有较强的稳定性与耐久性,完全满足国内的住宅寿命标准要求,另外,现阶段高效绝缘玻璃棉、防火材料等技术对木材进行加工后,木结构建筑的防潮性、耐火性等性能也相对提升,为木质建筑物的长期使用提供安全保障。
  2木结构建筑的应用前景
  2.1现代木结构建筑技术
  中国对传统木结构建筑的认识为砍伐树木原材,对树木原材料进行处理后应用到房屋建设中,随着科学技术的发展与进步,木结构建筑的具体建设手段已经与原来的木结构建筑完全不同,现阶段,木结构建筑不仅采用木材作为建筑的原材料,还采用其他植物材料代替木材,对其他植物材料进行充分的加工处理后,其具体应用质量完全不输于传统木质材料,甚至一些建筑材料的质量高于传统的木质材料,如秸秆墙体材料的应用,将农作物中废弃的秸秆材料收集、整合并进行技术加工处理,最终生成建筑物墙体的重要原料,一方面,对废弃的秸秆进行了充分利用,减少了露天燃烧处理秸秆带来的危害,另一方面尽可能的减少了对木材、竹材等自然木质材料的使用,避免了对我国木质资源的过度开发,该类技术的开发与应用,为未来的木结构建筑提供更多的环保、节能的可能性。
  在科学技术发展的推动下,现阶段木结构建筑所使用的材料从采伐、选材、分类与加工等方面,与传统的木结构建设多有不同,房屋建筑需要的木板、层木、条板等通过技术加工与处理,根据不同部位的受力程度设计了不同的硬度与尺寸,使得各类材料的应用与设计能够充分满足建筑师与工程师的设计与创造。
  2.2装配式木结构建筑
  装配式木结构建筑主要通过工业化生产,装配式施工最终完成装配式木结构建筑的建造,其中木結构建筑中所需要的结构件、连接件等建筑材料的生产、制作都在工程内加工完成,且各类构件的制作具有一定的建筑模板,使得建筑物的具体建设更加灵活、便捷。现阶段装配式木结构建筑在国外的应用范围包括住宅、体育馆、机场、桥梁等,其应用受到了国外建筑人员的青睐,与此同时,国外对木结构建筑的技术应用更具有先进性与创造性。
  装配式木结构建筑在国内的应用相对较少,如成都都江堰向峨小学的建筑设计,学校的教学综合楼、宿舍楼等均采用轻木结构的建筑,是中国第一所全木结构的校舍,其外墙、内隔墙等均采用38mm×140mm内龙骨,外龙骨的间距为406mm,整个建筑设计主要有格栅和楼面板组成,格栅之间使用填块进行连接。
  苏州胥江桁架拱桥的木结构建设,主要采用胶合木桁架拱体系的木材建设方式,采用宽度7cm、厚度3cm、长度2cm左右的高硬度松木条胶合拼接而成,其承载力大约为19t,是目前世界上单孔跨度最长的木结构桥梁,在设计与建设上具有一定的历史意义,推动了木结构建筑的进一步技术发展。
  2.3大跨度木结构建筑
  大跨度木结构建筑主要采用材料加工处理、建筑技术等技术手段将木结构材料创设成伞形、树形、空间网格等多种巧妙的结构形式,在欧洲、北美、日本等区域大跨度木结构建筑设计被广泛应用于体育场所、展览厅等大型公共建筑中,现阶段大跨度木结构建筑的发展,在材料方面,材料如Clulam(胶合木),LVL(层压单板木材),CLT(交叉层压木材)等新型木质材料的开发与利用,提高了木质材料的力学性能,充分满足建筑设计人员的大跨度、大截面的建筑设计要求;在连接件的设计上,开槽钢板、销钉等新型金属连接件的应用能够很好的满足木结构建筑建设的便捷性、美观性与结构性要求,实现良好的连接;另外,大跨度木结构建筑采用数字化设计建造技术对实际的木材的空间结构进行了充分的设计、模拟与研究,借助计算机技术、数字化技术等手段,实现了对建筑材料的精准设计与打磨,确保大跨度木结构建筑设计的科学性、安全性与耐久性。
  3结束语
  总而言之,木结构建筑具有隔热性、抗震性、灵活性、耐久性等特点,通过现代木结构建筑技术、装配式木结构建筑以及大跨度木结构建筑的具体分析与应用,明确了木结构建筑在国内外发展建设的有效性。
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