木结构建筑的优势及发展

1、木结构建筑的优势及发展摘要：随着时间的推移，木结构建筑结构已经越来越被人 们所重视，这类房屋结构绿色、环保、经济，具有非常广阔 的市场空间。本文主要对木结构建筑的优势及发展进行了简 要的分析。关键词：木结构；优势特点；发展前景；中图分类号：tu3x献标识码：a一、木结构建筑的优势（一）环境相容性森林是陆地生态系统中最大的碳库，在降低大气中温室 气体浓度、减缓全球气候变暖中，具有十分重要的作用。co： 是全球气候变暖的关键原因，而树木在生长过程中，不断从 大气中吸收coz,然后利用太阳能将它转化为建筑产品的原 材料。木材作为地球生态系统产生的自然资源，属于负碳性 建筑材料，因为木材产品固化的碳比

2、它在生产和使用过程中 释放的碳更多，因此，在建筑材料中多选用木材，将有助于 抑制大气中co：含量的增长，减缓全球气候变暖的趋势，对 人类的生存与发展具有重要意义。首先，木材是绿色环保生物质材料，木材的制造、运输 和供应需要的能耗要低于钢材或混凝土，并且其对环境所带 来的负荷是最小的。木结构建筑与环境亲和，木结构件和连 接件既可标准化生产，又可以在工地上组装形成了构件标准 化和建造装配化等特点，缩短了建筑周期。因此，施工安装 速度远远快于混凝土结构和砖石结构。其次，木结构建筑具 有优秀的保温隔热性能。因为木材本身是天然的绝热材料， 木材的蜂窝状结构使保温性能大大优于密度大的钢材和混 凝土等材料。

3、木材的热阻值约是混凝土的9倍，钢材无显著 热阻。除此以外，轻型木结构的保温隔热性能还源于它的木 龙骨空腔内（墙体、屋盖和楼盖的空腔内）可填充玻纤、矿棉 等保温材料。同时木材的可循环利用性，对困扰城市生态环 境的问题也提供了有利的帮助。（二）结构安全性木结构的安全性在于它的韧性大，且因木结构的箱式结 构能将力均分，自身结构轻，又有很强的弹性恢复性，对于 瞬间冲击荷载和周期性疲劳破坏有很强的抵抗能力，所以， 在地震中吸收的地震力小，结构在基础发生位移时可由自身 的弹性复位而不至于发生倒塌。因此，木结构建筑在地震中 往往具有墙倒架不塌的特征。目前的合成材料应用技术比较 成熟，可以添加一些合成材料以提

4、高木材本身的强度，如复 合木型材就克服了天然木材顺纹剪切强度低的缺陷。另外， 木材经防火处理可达到建筑的防火要求，一旦发生火灾能为 人员逃逸争取更长的时间。由于现代轻型木结构建筑具有良好的抗震性能，因此， 它对保护居住者的生命安全能起到重要的作用，尤其在地震 多发区，更显露出木结构建筑的优越性。（三）空间利用性轻型木结构建筑的墙和天花板组件都很紧凑。紧凑的组 件能满足建筑物外壳的一切需求。例如，木墙骨柱为 38mmxl40的墙体，远远薄于框架填充墙及砖石结构的墙体 厚度。在建筑占地面积相同的情况下，墙壁较薄就能增加内 部的居住空间。二、木结构建筑结构设计要求及方法木结构建筑已经成为现代化城镇建

5、设的趋势，该建筑结 构部具有非常好的生态环保效果，经济效益较高，耐久性较 好，对我国建筑建筑发展具有至关重要的作用。（一）木结构建筑结构设计要求1、木结构建筑结构高度不得高于三层：木结构建筑结 构发展非常迅速，尤其是近年来，技术体系已经得到了非常 好的完善。但在上述发展过程中，其整体技术水平与欧美国 家相比仍有一定差距，建筑高度只能够达到三层左右。一旦 超过上述高度，木结构建筑安全性将无法保障。2、木结构建筑结构要与环境相协调：木结构建筑结构 设计的过程中要做好对建设环境的分析，要把握好周围环境 状况，确保设计内容与自然环境一致，真正实现建筑与生态 的统一。3、木结构建筑结构要符合可持续发展观

6、：木结构建筑 结构设计过程中要对其材料、构件等进行科学选取，要保证 材料、构件等内容能够与生态建设需求相同，从而提升建筑 结构的生态效益和经济效益。当前木结构建筑材料过程中主 要从温度、湿度、养分等方面进行防腐控制，通过结构设计 完成木结构材料的保护。而在构件设计过程中主要从截面、 尺寸等方面出发，通过该内容改善材料使用效益，提升材料 经济价值，提升木结构建筑结构可持续发展效益。4、木结构建筑结构要符合力学原理：木结构建筑结构 需要具有良好的抗震性及抗风性，要能够承受外力的冲击。 在该结构设计过程中要做好力学原理分析，要对力学内容进 行对应把握，从力学结构出发形成对应力学体系，如高次超 静定结

7、构体系、次要结构受力体系等。由该力学内容出发进 行合理设计，最终确定木结构建筑结构刚度、整体性等。（二）木结构建筑结构设计方法木结构建筑结构设计内容较为复杂，需要依照环境状况 对设计方法进行对应选取，只有实现上述方法的合理运用， 木结构建筑结构设计才能够真正符合城镇建设需求。轻质木 结构建筑结构设计方法主要为有限元分析法。有限元分析法主要通过数学微分完成木结构建筑结构 设计的分析及运算。该方法计算准确性和科学性较高，逻辑 关系紧密，分析效益明显高于其他数学分析方法，是轻质木 结构建筑结构设计的核心计算内容。有限元分析法在进行木 结构建筑结构设计时依照数值分析内容及差分分析内容对 设计中的数据进

8、行处理，由该处理内容确定结构之间的关 系，建立数学模型，形成对应模拟体系，从而明确木结构建 筑结构的设计性质及设计效益。在设计数学分析过程中人员 要做好以下四方面内容：第一，对设计内容进行划分。人员 要依照具体木结构建筑结构状况进行分析划分，将结构划分 为形状规则、内容单一的标准受力单元；第二，对单元内容 特征进行分析。人员要依照有限元分析法对单元结构进行处 理，由有限元分析处理确定单元之间受力状况及特征；第三, 对单元进行组装，确定结构状态。人员要依照上述单元性质 对其整体结构刚度进行明确，将初始状态及受力状况数据带 入到微分方程中进行处理，确定最终设计结构效果；第四， 实施cad构图。由关

9、系内容及数据内容确定cad构图，以cad 系统确定最终设计方案。除此之外，在木结构建筑结构设计 的过程中人员还常使用边界元分析法及有限差分析法进行 设计结构分析。上述两种方法也是主要通过数学建模及cad 系统进行分析，主体分析方法与有限元分析一致。三、木结构建筑在国内的发展情况国内木结构修建始于20世纪80时代，尤其是这些年， 国家倡议可持续发展，建造生态城市，大力支持开发健康环 保、节能生态住宅，使其在大中城市悄然兴起木结构建筑热。 跟着木结构建筑的应用，国家有关的技能标准和各种木结构 规划材料也相继呈现。2003年，一项旨在规范和辅导建筑领 域木结构用材和木结构规划要求的国家标准gb500

10、05-2003木结构设计标准通过，并于2004年1月1日起正式生 效。2005年11月，中国建设部又出版发行了木结构设计 手册。该手册由来自美国、加拿大、新西兰、欧洲和中国 本土的技能专家一起编写完成。在内容上除了紧密结合木结 构本身特色进行辅导外，还增加了有些国外木结构的先进技 能和规划应用经验，以供有关设计人员参阅。这两部对于木 结构建筑的标准填补了相关的空白，为工程技能人员在规划 木结构修建方面提供了的技能保证和理论依据，为中国木结 构建筑的发展起着推进效果。环境问题已经变为全人类共同关注的经济社会问题，我 们面临的重大挑战是如何使经济发展与环境保护有机地结 合起来，从而促进建立一个可持续发展的社会。因此，可持 续发展已成为新世纪全球性的发展战略。可持续发展包括技 术、经济和生态三方面的指标。技术是解决环境问题的根本 方法和途径；经济效益和市场需求是技术进步的动力和目标; 生态环境则是这一目标的必然结果。四、结语木结构建筑作为我国城镇建设的重要内容，对人们生活 质量的提升具有非常积极的意义。该结构体系可以有效改善 建筑抗震效果，提升环保效益，是建筑可持续发展建设的核 心。