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【摘要】随着我国经济的发展和人们生活水平的提高, 人们对居室环境的要求越来越高, 具有优良性能的轻型木结构房屋越来越引起人们的重视。特别在一些大城市, 由于国外技术的引进和开发商的参与, 木结构房屋的建设成为一个新热点。本文分析了轻型木结构研究现状，提出了建议。
【关键词】轻型木结构；研究；建议
1.国外研究现状
木结构在北美、欧洲的近50年中得到了较大的发展，伴随着现代高科技的发展，木结构从取材，加工，设计以及安装均注入了高科技的成分。现代木结构建筑已成为传统营造概念和高新技术的结合物，被广泛运用到各类建筑中，尤其是三层以下的住宅、办公楼、学校、工厂甚至体育馆，应用率达90%，木制品被开发商，建筑师，建造商设为主要的结构材料，被用来满足任何建筑造型和最长达到25m的空间跨度要求，而同时要保持足够的强度和合适的高度。在许多优秀的木结构建筑中建筑师所设计的自由平面、丰富的空间概念和结构形式令人回味无穷。
近年来，不少研究者在轻型木结构结构性能研究方面，特别是轻型木结构剪力墙抗侧性能领域做了大量的工作。
Gatto与 Uang进行了不同加载方案的剪力墙试验，试件尺寸为2.4m×2.4m，探讨了不同加载方案对剪力墙性能的影响，发现加载序列对剪力墙受力性能有较大影响，循环次数多的加载方案（如SPD）将导致钉的断裂 ,使剪力墙的极限承载力与变形性能降低。
Stewart进行了剪力墙低周期循环往复加载与振动台加载研究，试件尺寸均为2.44m ×2.44m，发现伪静力加载试件的强度小于动力加载试件,同时认为强度提高的原因是动载下钉节点强度的增加。
Dinehart与Shenton[3]进行了剪力墙静力加载以及动力加载试验。发现动载时最大荷载略小于静载时的最大荷载；动载试验时墙体延性比静载试验时延性要小,静载时墙体的破坏特征是覆板脱离木骨架、覆面板钉子拔出，而动载时墙体的破坏特征却是覆板钉子拔出、疲劳直至最终破坏。
2.国内研究现状
近年来我国工程界开始重视木结构房屋的发展和研究，建设部组织编制的《木结构设计规范》、《木结构工程施工质量验收规范》、《木结构实验方法标准》等相继于2003年颁布施行，这是木结构在中国的一件大事。各研究机构、高等院校的科研人员也开始把研究目光转向木结构，并取得了一些成果。
王厚军，耿绍辉[4]通过实验数据及有关资料，论述了轻型木结构用胶合板覆板的的特点，并介绍了相关产品的质量和性能要求。覆面板的特点：（1）结构用覆面胶合板，需要具有良好的耐水性能、耐候性和耐老化性能，生产中应采用酚醛树脂胶为胶粘剂；（2）覆面胶合板的幅面规格尺寸通常为1220×2440mm，特殊规格有1200×2400mm。（3）覆面胶合板的厚度随产品用途（墙面板、屋面板或楼面板）及规格材（木制搁栅等）的跨距不同而变化，常用的厚度规格为6.0-18.5mm。当墙骨、搁栅等跨距为600mm时，墙面板的最小厚度为7.5mm，屋面板的最小厚度为12.7mm，楼面板的最小厚度为18.5mm；当墙骨、搁栅等跨距为400mm时，墙面板的最小厚度为6.0mm，屋面板的最小厚度为9.5mm，楼面板的最小厚度为15.5mm。
赵均海[5]教授以西安东门城楼木结构为实例，对我国古建筑应用变刚度单元方法进行了动力分析，为古建筑的结构动力分析提供了新思路。其通过大量研究，将城楼简化成杆系单元和变刚度单元组合的梁—柱体系。在未加入变形刚度前共有110个节点，208个单元；加入变刚度单元后，有238个节点，336个单元。有限元计算时根据椽卯连接形式来决定是否加入边刚度单元，柱卯不加入，而梁端加入，最终得出了此木结构的一阶和二阶固有频率，讨论了椽卯节点刚度对固有频率的影响。其成果对今后木结构的研究具有借鉴作用。
张舵[6]教授以一座木结构古塔为研究对象，利用有限元结构分析软件，通过定义梁单元组来模拟木结构中的斗拱，建立了能够反映木塔较细结构的有限元计算模型，地基采用刚性地基相似，柱子与基础之间设定为铰接，计算模型中的构件采用弹性各向异性材料模型，用集中质量代替结构中的附加质量，用集中质量单元把每层质量均匀分配到内外槽柱顶部，共确定了13046个单元，最后经过计算得到了木塔的弯曲振动模态。而对木塔的地震响应计算结果表明，在地震作用下，木塔的第二、第三层是整个结构的最容易产生破坏的部位，也就是说木塔有一个相对软弱的腰部，这应该作为对木塔进行修缮和维护的重点。
3.建议
由于我国在轻型木结构研究方面起步较晚，研究力量相对分散、研究成果也相对独立，故难以相互对照、支持，与实际应用有较大距离，因此，在开发和应用中还有许多研究工作要做。
目前国内的研究成果，仅限于物理力学性能—弹性模量、静曲强度、徐变等，只考虑了集中静载作用，既没有考虑均布荷载，也没有考虑冲击荷载；在轻型木结构有限元分析方面，只局限在单一的梁、板、柱的研究，并未考虑整体结构在静力和动力下的反应。
我国杨木、杉木等速生林资源丰富，现有杨木林面积已超过一亿亩，是世界上杨树人工林面积最大的国家，每年可生产木材一亿立方米以上。苏北是意杨之乡，意杨有较大工业利用，但主要用作装修用胶合板、造纸，资源并未得到充分利用，只发挥了生态效益，未充分发挥经济效益。因此如果杨木结构胶合板能够用于轻型木结构楼、屋、墙面板，可以解决我国小径材、劣质材的出路，带动相关产业的发展，创造更多的就业机会，产生极大的经济效益。 [科]
【参考文献】
［１］Gatto K, C M Uang. Effects of Loading Protocol on the Cyclic Response ofWoodframe Shearwalls.Journal of Structural Engineering,2003．
［２］Stewart W G.The Seismic Design of Plywood Sheathed ShearWalls. Ph. D. Thesis,Department of Civil Engineering,University of Canterbury, New Zealand,1987．
［３］Dinehart D W,HW Shenton Ⅲ. Comparison of Static and Dynamic Response of Timber Shear Walls.Journal of Structural Engineering,1998．
［４］王厚軍，耿绍辉.轻型木结构建筑用覆面胶合板的产品特点及性能要求.人造板通讯，2004．
［５］赵均海，俞茂宏等.中国古代木结构的弹塑性有限元分析.西安建筑科技大学学报，1999.
［６］张舵，卢芳云.木结构古塔的动力特性分析.工程力学，2004．
【关键词】轻型木结构；研究；建议
1.国外研究现状
木结构在北美、欧洲的近50年中得到了较大的发展，伴随着现代高科技的发展，木结构从取材，加工，设计以及安装均注入了高科技的成分。现代木结构建筑已成为传统营造概念和高新技术的结合物，被广泛运用到各类建筑中，尤其是三层以下的住宅、办公楼、学校、工厂甚至体育馆，应用率达90%，木制品被开发商，建筑师，建造商设为主要的结构材料，被用来满足任何建筑造型和最长达到25m的空间跨度要求，而同时要保持足够的强度和合适的高度。在许多优秀的木结构建筑中建筑师所设计的自由平面、丰富的空间概念和结构形式令人回味无穷。
近年来，不少研究者在轻型木结构结构性能研究方面，特别是轻型木结构剪力墙抗侧性能领域做了大量的工作。
Gatto与 Uang进行了不同加载方案的剪力墙试验，试件尺寸为2.4m×2.4m，探讨了不同加载方案对剪力墙性能的影响，发现加载序列对剪力墙受力性能有较大影响，循环次数多的加载方案（如SPD）将导致钉的断裂 ,使剪力墙的极限承载力与变形性能降低。
Stewart进行了剪力墙低周期循环往复加载与振动台加载研究，试件尺寸均为2.44m ×2.44m，发现伪静力加载试件的强度小于动力加载试件,同时认为强度提高的原因是动载下钉节点强度的增加。
Dinehart与Shenton[3]进行了剪力墙静力加载以及动力加载试验。发现动载时最大荷载略小于静载时的最大荷载；动载试验时墙体延性比静载试验时延性要小,静载时墙体的破坏特征是覆板脱离木骨架、覆面板钉子拔出，而动载时墙体的破坏特征却是覆板钉子拔出、疲劳直至最终破坏。
2.国内研究现状
近年来我国工程界开始重视木结构房屋的发展和研究，建设部组织编制的《木结构设计规范》、《木结构工程施工质量验收规范》、《木结构实验方法标准》等相继于2003年颁布施行，这是木结构在中国的一件大事。各研究机构、高等院校的科研人员也开始把研究目光转向木结构，并取得了一些成果。
王厚军，耿绍辉[4]通过实验数据及有关资料，论述了轻型木结构用胶合板覆板的的特点，并介绍了相关产品的质量和性能要求。覆面板的特点：（1）结构用覆面胶合板，需要具有良好的耐水性能、耐候性和耐老化性能，生产中应采用酚醛树脂胶为胶粘剂；（2）覆面胶合板的幅面规格尺寸通常为1220×2440mm，特殊规格有1200×2400mm。（3）覆面胶合板的厚度随产品用途（墙面板、屋面板或楼面板）及规格材（木制搁栅等）的跨距不同而变化，常用的厚度规格为6.0-18.5mm。当墙骨、搁栅等跨距为600mm时，墙面板的最小厚度为7.5mm，屋面板的最小厚度为12.7mm，楼面板的最小厚度为18.5mm；当墙骨、搁栅等跨距为400mm时，墙面板的最小厚度为6.0mm，屋面板的最小厚度为9.5mm，楼面板的最小厚度为15.5mm。
赵均海[5]教授以西安东门城楼木结构为实例，对我国古建筑应用变刚度单元方法进行了动力分析，为古建筑的结构动力分析提供了新思路。其通过大量研究，将城楼简化成杆系单元和变刚度单元组合的梁—柱体系。在未加入变形刚度前共有110个节点，208个单元；加入变刚度单元后，有238个节点，336个单元。有限元计算时根据椽卯连接形式来决定是否加入边刚度单元，柱卯不加入，而梁端加入，最终得出了此木结构的一阶和二阶固有频率，讨论了椽卯节点刚度对固有频率的影响。其成果对今后木结构的研究具有借鉴作用。
张舵[6]教授以一座木结构古塔为研究对象，利用有限元结构分析软件，通过定义梁单元组来模拟木结构中的斗拱，建立了能够反映木塔较细结构的有限元计算模型，地基采用刚性地基相似，柱子与基础之间设定为铰接，计算模型中的构件采用弹性各向异性材料模型，用集中质量代替结构中的附加质量，用集中质量单元把每层质量均匀分配到内外槽柱顶部，共确定了13046个单元，最后经过计算得到了木塔的弯曲振动模态。而对木塔的地震响应计算结果表明，在地震作用下，木塔的第二、第三层是整个结构的最容易产生破坏的部位，也就是说木塔有一个相对软弱的腰部，这应该作为对木塔进行修缮和维护的重点。
3.建议
由于我国在轻型木结构研究方面起步较晚，研究力量相对分散、研究成果也相对独立，故难以相互对照、支持，与实际应用有较大距离，因此，在开发和应用中还有许多研究工作要做。
目前国内的研究成果，仅限于物理力学性能—弹性模量、静曲强度、徐变等，只考虑了集中静载作用，既没有考虑均布荷载，也没有考虑冲击荷载；在轻型木结构有限元分析方面，只局限在单一的梁、板、柱的研究，并未考虑整体结构在静力和动力下的反应。
我国杨木、杉木等速生林资源丰富，现有杨木林面积已超过一亿亩，是世界上杨树人工林面积最大的国家，每年可生产木材一亿立方米以上。苏北是意杨之乡，意杨有较大工业利用，但主要用作装修用胶合板、造纸，资源并未得到充分利用，只发挥了生态效益，未充分发挥经济效益。因此如果杨木结构胶合板能够用于轻型木结构楼、屋、墙面板，可以解决我国小径材、劣质材的出路，带动相关产业的发展，创造更多的就业机会，产生极大的经济效益。 [科]
【参考文献】
［１］Gatto K, C M Uang. Effects of Loading Protocol on the Cyclic Response ofWoodframe Shearwalls.Journal of Structural Engineering,2003．
［２］Stewart W G.The Seismic Design of Plywood Sheathed ShearWalls. Ph. D. Thesis,Department of Civil Engineering,University of Canterbury, New Zealand,1987．
［３］Dinehart D W,HW Shenton Ⅲ. Comparison of Static and Dynamic Response of Timber Shear Walls.Journal of Structural Engineering,1998．
［４］王厚軍，耿绍辉.轻型木结构建筑用覆面胶合板的产品特点及性能要求.人造板通讯，2004．
［５］赵均海，俞茂宏等.中国古代木结构的弹塑性有限元分析.西安建筑科技大学学报，1999.
［６］张舵，卢芳云.木结构古塔的动力特性分析.工程力学，2004．