我国传统木结构建筑用实木梁多以优质原木为原料,然而,随着我国天然林保护工程的深入实施,这种优质原木已近乎断源;另一方面,目前广泛应用的工业速生林木又难以满足建筑承重梁用材的要求。因此开展以木质工字梁(Prefabricated wood I-joist,简称:IJ)为代表的新型木结构建筑材料的应用基础研究具有十分重要的现实意义。本文围绕IJ静态弯曲性能设计依据、IJ静态弯曲性能设计计算理论、不同腹板IJ的静态弯曲性能及其与实木梁的对比、局部加固与IJ静态弯曲性能的关系、IJ的静态蠕变性能五个方面展开研究,并通过IJ静态力学性能的设计实例对上述研究成果做出了验证。为了获得正确的设计依据,针对尚处起步阶段的我国木结构建筑规范和木质建筑用材标准的不完备性,通过理论分析并对我国及北美木结构建筑和IJ相关规范标准的分析研究,确定了:1)楼面托梁用木质工字梁的设计荷载为2.5KN/m2(=活荷载+死荷载=2.0+0.5 KN/m2);2)本研究IJ的建筑结构尺寸:梁长为4,500mm,梁间距为490mm,梁高为241mm;3)本研究IJ的楼面托梁挠度限值为梁长l的1/250;4)显著影响IJ整梁静态弯曲性能的翼缘的顺纹抗拉强度设计值调整系数:方程精确性影响系数KP=1,尺寸误差影响系数KA=0.96,尺寸影响系数KQ4=0.75,长期受荷强度折减系数KQ3=0.72,天然干燥缺陷影响系数KQ2=0.85,抗力分项系数γR=1.95。由于IJ的材性和结构与钢质工字梁有着极大差异,因此需要探求IJ静态弯曲性能的设计理论和计算方法。通过对简支IJ静态弯曲力系的分析和对按上述规范或预期目标自制的IJ静态弯曲性能的检测,通过对检测结果与按材料力学中梁的经典弯曲理论计算而来的理论曲线的拟合,发现IJ正应力实测值与理论计算值的拟合度为R2=0.99,IJ挠度实测值与理论计算值的拟合度为R2=0.99;从而认定:钢质工字梁的正应力和挠度等静态弯曲性能理论计算方法可直接应用于IJ弹性范围内整梁静态弯曲性能的计算和分析,澄清了本领域学术界和工程界对“IJ力学性能的设计计算不能以钢质工字梁理论为依据”的片面认识,同时为本研究的后续工作奠定了前提性基础。为了探知以包括非定向竹大片刨花板(BW)在内的各种承重性竹/木质板材为腹板的IJ对承重性实木梁的可取代性,本文通过对比试验,确认以BW、胶合板(S-Ply)和木定向刨花板(OSB)为腹板的IJ的静态弯曲性能优于承重性云南松实木梁,其平均破坏荷载比云南松实木梁大60.0%,而平均挠度仅为云南松实木梁的35.7%;同时确认BW、S-Ply和OSB对IJ整梁静态弯曲性能的影响无显著差异,均可作为IJ腹板的理想选材。根据本文第2章“BW-IJ的两个端头是IJ的危险力学区域”的研究结果,本文探索了IJ端头的缀板加固形式及其对IJ静态弯曲性能的贡献,结果表明:1)无论剪切测试还是大跨度弯曲测试,端头缀板的加入未改变IJ的“荷载-挠度”的正相关关系;2)在剪切测试条件下,缀板的加入显著降低了由腹板剪切变形引起的挠度,其在1～3KN静弯曲荷载范围内的降幅为30%左右,5～7KN范围内的降幅为15%左右;3)在大跨度弯曲测试条件下,缀板的加入对改善整梁静态弯曲性能的贡献并不显著,其挠度的平均降幅不足10%。为了获得IJ静态弯曲性能的持续性,本文取昆明1-3月份的室内环境为自然条件,取美国标准ASTM D6815和ASTM D5055中IJ蠕变测试方法,对IJ的静态蠕变性能做出了研究,结论表明:1)IJ的自然蠕变规律与实木的蠕变规律相似,木质工字梁自然蠕变的弹性恢复部分约占总形变量的75%,不可恢复部分约占总形变量的14%;2)在环境湿度交替变化情况下,IJ与实木一样存在着占总蠕变量较大比重的机械吸附蠕变;3)IJ的普通蠕变量与其含水率呈正相关关系,IJ的机械吸附蠕变量与其含水率呈负相关关系;4)发生过自然蠕变但已经恢复的IJ的静态弯曲性能与蠕变前无显著差异;5)加速蠕变测试方法和结果可用以衡量IJ静态弯曲性能的持续性。同时发现:1)前人将机械吸附蠕变作为IJ普通蠕变中黏弹性和塑性变形的增量的假设学说值得深入商榷;2)经典的Burger模型不一定适用于自然条件下IJ蠕变规律的模拟和研究。以上述研究成果为依据,取以100E级意杨LVL为翼缘、以云南绿特竹制品厂生产的非定向竹大片刨花板为腹板的BW-IJ的建筑结构设计值为:跨距4380mm、梁间距490mm,取许用均布荷载的设计值为2.5kN/m2,许用梁挠度限值为l/250;则BW-IJ的截面尺寸设计值为:梁高241mm、梁(LVL翼缘)宽50mm、翼缘厚40mm、腹板厚11mm;通过实测得到:BW-IJ的单梁静曲挠度为17.9mm(<18mm许用挠度),单梁快速蠕变综合回弹率为93%(>90%预期目标),单梁静曲破坏荷载为8.50kN(>5.60kN预期值),净跨为1205mm的短IJ的梁静曲剪切强度为5.8Mpa。从而,不仅确认了IJ静态弯曲性能的上述设计依据,而且确定了IJ静态弯曲性能的设计程式。