輕型木結(jié)構(gòu)探究現(xiàn)狀研究

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1、輕型木結(jié)構(gòu)探究現(xiàn)狀研究【摘要】隨著我國經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和人們生活水平的提高，人們對居室環(huán)境的要求越來越髙，具有優(yōu)良性能的輕型木結(jié)構(gòu)房屋越來越引起人們的重視。特別在一些大城市，由于國外技術(shù)的引進(jìn)和開發(fā)商的參與，木結(jié)構(gòu)房屋的建設(shè)成為一個(gè)新熱點(diǎn)。本文分析了輕型木結(jié)構(gòu)研究現(xiàn)狀，提出了建議。【關(guān)鍵詞】輕型木結(jié)構(gòu)；研究；建議1.國外研究現(xiàn)狀木結(jié)構(gòu)在北美、歐洲的近50年中得到了較大的發(fā)展，伴隨著現(xiàn)代高科技的發(fā)展，木結(jié)構(gòu)從取材，加工，設(shè)計(jì)以及安裝均注入了高科技的成分。現(xiàn)代木結(jié)構(gòu)建筑已成為傳統(tǒng)營造概念和高新技術(shù)的結(jié)合物，

2、被廣泛運(yùn)用到各類建筑中，尤其是三層以下的住宅、辦公樓、學(xué)校、工廠甚至體育館，應(yīng)用率達(dá)90%,木制品被開發(fā)商，建筑師，建造商設(shè)為主要的結(jié)構(gòu)材料，被用來滿足任何建筑造型和最長達(dá)到25m的空間跨度要求，而同時(shí)要保持足夠的強(qiáng)度和合適的高度。在許多優(yōu)秀的木結(jié)構(gòu)建筑中建筑師所設(shè)計(jì)的自由平面、豐富的空間概念和結(jié)構(gòu)形式令人回味無窮。近年來，不少研究者在輕型木結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)性能研究方面，特別是輕型木結(jié)構(gòu)剪力墻抗側(cè)性能領(lǐng)域做了大量的工作。Gatto與Uang進(jìn)行了不同加載方案的剪力墻試驗(yàn)，試件尺寸為2.4mX2.4m,探討

3、了不同加載方案對剪力墻性能的影響，發(fā)現(xiàn)加載序列對剪力墻受力性能有較大影響，循環(huán)次數(shù)多的加載方案（如SPD）將導(dǎo)致釘?shù)臄嗔?，使剪力墻的極限承載力與變形性能降低。Stewart進(jìn)行了剪力墻低周期循環(huán)往復(fù)加載與振動臺加載研究，試件尺寸均為2.44mX2.44m,發(fā)現(xiàn)偽靜力加載試件的強(qiáng)度小于動力加載試件，同時(shí)認(rèn)為強(qiáng)度提高的原因是動載下釘節(jié)點(diǎn)強(qiáng)度的增加。Dinehart與Shenton［3］進(jìn)行了剪力墻靜力加載以及動力加載試驗(yàn)。發(fā)現(xiàn)動載時(shí)最大荷載略小于靜載時(shí)的最大荷載；動載試驗(yàn)時(shí)墻體延性比靜載試驗(yàn)時(shí)延性要小

4、，靜載時(shí)墻體的破壞特征是覆板脫離木骨架、覆面板釘子拔出，而動載時(shí)墻體的破壞特征卻是覆板釘子拔出、疲勞直至最終破壞。1.國內(nèi)研究現(xiàn)狀近年來我國工程界開始重視木結(jié)構(gòu)房屋的發(fā)展和研究，建設(shè)部組織編制的《木結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》、《木結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范》、《木結(jié)構(gòu)實(shí)驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)》等相繼于2003年頒布施行，這是木結(jié)構(gòu)在中國的一件大事。各研究機(jī)構(gòu)、高等院校的科研人員也開始把研究目光轉(zhuǎn)向木結(jié)構(gòu)，并取得了一些成果。王厚軍，耿紹輝［4］通過實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)及有關(guān)資料，論述了輕型木結(jié)構(gòu)用膠合板覆板的的特點(diǎn)，并介紹了相關(guān)產(chǎn)品的質(zhì)

5、量和性能要求。覆面板的特點(diǎn)：（1）結(jié)構(gòu)用覆面膠合板，需要具有良好的耐水性能、耐候性和耐老化性能，生產(chǎn)中應(yīng)采用酚醛樹脂膠為膠粘劑；（2）覆面膠合板的幅面規(guī)格尺寸通常為1220X2440mm,特殊規(guī)格有1200X2400mmo（3）覆面膠合板的厚度隨產(chǎn)品用途（墻面板、屋面板或樓面板）及規(guī)格材（木制擱柵等）的跨距不同而變化，常用的厚度規(guī)格為6.0-18.5mmo當(dāng)墻骨、擱柵等跨距為600mm時(shí)，墻面板的最小厚度為7.5mm,屋面板的最小厚度為12.7mm,樓面板的最小厚度為18.5mm；當(dāng)墻骨、擱柵等跨

6、距為400mm時(shí)，墻面板的最小厚度為6.0mm,屋面板的最小厚度為9.5mm,樓面板的最小厚度為15.5mmo趙均海［5］教授以西安東門城樓木結(jié)構(gòu)為實(shí)例，對我國古建筑應(yīng)用變剛度單元方法進(jìn)行了動力分析，為古建筑的結(jié)構(gòu)動力分析提供了新思路。其通過大量研究，將城樓簡化成桿系單元和變剛度單元組合的梁一柱體系。在未加入變形剛度前共有110個(gè)節(jié)點(diǎn)，208個(gè)單元；加入變剛度單元后，有238個(gè)節(jié)點(diǎn)，336個(gè)單元。有限元計(jì)算時(shí)根據(jù)椽卯連接形式來決定是否加入邊剛度單元，柱卯不加入，而梁端加入，最終得出了此木結(jié)構(gòu)的一階

7、和二階固有頻率，討論了椽卯節(jié)點(diǎn)剛度對固有頻率的影響。其成果對今后木結(jié)構(gòu)的研究具有借鑒作用。張舵［6］教授以一座木結(jié)構(gòu)古塔為研究對象，利用有限元結(jié)構(gòu)分析軟件，通過定義梁單元組來模擬木結(jié)構(gòu)中的斗拱，建立了能夠反映木塔較細(xì)結(jié)構(gòu)的有限元計(jì)算模型，地基采用剛性地基相似，柱子與基礎(chǔ)之間設(shè)定為錢接，計(jì)算模型中的構(gòu)件采用彈性各向異性材料模型，用集中質(zhì)量代替結(jié)構(gòu)中的附加質(zhì)量，用集中質(zhì)量單元把每層質(zhì)量均勻分配到內(nèi)外槽柱頂部，共確定了13046個(gè)單元，最后經(jīng)過計(jì)算得到了木塔的彎曲振動模態(tài)。而對木塔的地震響應(yīng)計(jì)算結(jié)果表明

8、，在地震作用下，木塔的第二、第三層是整個(gè)結(jié)構(gòu)的最容易產(chǎn)生破壞的部位，也就是說木塔有一個(gè)相對軟弱的腰部，這應(yīng)該作為對木塔進(jìn)行修繕和維護(hù)的重點(diǎn)。1.建議由于我國在輕型木結(jié)構(gòu)研究方面起步較晚，研究力量相對分散、研究成果也相對獨(dú)立，故難以相互對照、支持，與實(shí)際應(yīng)用有較大距離，因此，在開發(fā)和應(yīng)用中還有許多研究工作要做。目前國內(nèi)的研究成果，僅限于物理力學(xué)性能一彈性模量、靜曲強(qiáng)度、徐變等，只考慮了集中靜載作用，既沒有考慮均布荷載，也沒有考慮沖擊荷載；在輕型木結(jié)構(gòu)有限元分析方面，只局限在單一的梁、