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篇1

關鍵詞 智能土木結(jié)構(gòu) 概念 應用

一 智能土木結(jié)構(gòu)提出的背景

建筑最初的目的是為了滿足人類生活的舒適要求和安全要求。隨著社會的不斷進步，人類對建筑的要求也日益復雜和多樣化，結(jié)構(gòu)作為建筑的核心骨架，人們也對其提出了更高水平的要求。現(xiàn)代大型建筑物如高層建筑、大跨橋梁、大型水壩、地下建筑等都要求其土木結(jié)構(gòu)能提供更高的強度，以及更好的可靠性、耐久性及安全性。同時，在現(xiàn)代社會中，這些大型建筑物在整個國民經(jīng)濟中所發(fā)揮的作用已日益重要，這也尤其要求它們應具有更強的防止災害的能力。 傳統(tǒng)的結(jié)構(gòu)大多通過提高建筑材料的物理力學性能、采用合理的結(jié)構(gòu)形式、加強施工管理以及定期結(jié)構(gòu)評估與維護等傳統(tǒng)手段來達到并滿足這些要求。然而，這些傳統(tǒng)的手段均屬一種消極的、被動的方式：一旦建筑物被建成并投入使用，人們便失去了對結(jié)構(gòu)的全面控制，結(jié)構(gòu)失效、結(jié)構(gòu)災害的發(fā)生便不以其設計者、建造者、使用者的意志為轉(zhuǎn)移了，人們對它的預測及防范工作都將是一件十分困難的事情。另外，若單純地依靠以往那種要求保證結(jié)構(gòu)具有足夠的剛度、強度及延性的傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)工程設計理念，當結(jié)構(gòu)所處環(huán)境因素超越某種程度以后，就會將既不經(jīng)濟，又達不到預期的效果。

二 智能土木結(jié)構(gòu)的內(nèi)涵

人類社會進入了信息時代，現(xiàn)代材料技術(shù)的逐漸被廣泛的應用，信息材料的生產(chǎn)業(yè)已實現(xiàn)設計制造一體化。各種具有信息采集及傳輸功能的材料及元器件正逐漸地進入土木工程師的視野。人們開始嘗試將傳感器、驅(qū)動材料緊密地融合于結(jié)構(gòu)中，同時將各種控制電路、邏輯電路、信號放大器、功率放大器以及現(xiàn)代計算機集成于結(jié)構(gòu)大系統(tǒng)中。通過力、熱、光、化學、電磁等激勵和控制，使結(jié)構(gòu)不僅有承受建筑荷載的能力，還具有自感知、自分析計算、自推理及自我控制的能力。具體說來，結(jié)構(gòu)將能進行參數(shù)檢測及檢測數(shù)據(jù)的傳輸，具有一定的數(shù)據(jù)實時計算處理能力，包括人工智能診斷推理，以及初步改變結(jié)構(gòu)應力分布、強度、剛度、形狀位置等能力，簡言之，即使結(jié)構(gòu)具有自診斷、自學習、自適應、自修復的能力。這就是智能土木結(jié)構(gòu)概念的形成過程。 文獻將智能結(jié)構(gòu)定義為：“將具有仿生命功能的材料融合于基體材料中，使制成的構(gòu)件（結(jié)構(gòu)）具有人們期望的智能功能，這種結(jié)構(gòu)稱之為智能材料結(jié)構(gòu)”。可見，智能結(jié)構(gòu)是傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)的功能的升華。智能結(jié)構(gòu)在土木結(jié)構(gòu)中的應用便稱之為智能土木結(jié)構(gòu)。

三智能土木結(jié)構(gòu)的分類

1 按其材料智能土木結(jié)構(gòu)可分為兩種類型，分述如下：

（1）嵌入式智能土木結(jié)構(gòu)：在基體材料如鋼結(jié)構(gòu)、鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中嵌入具有傳感、動作和控制處理功能的材料或儀器，并集成進現(xiàn)代計算機硬件軟件技術(shù)，由傳感元件采集和 檢測結(jié)構(gòu)內(nèi)部信息，由計算機對這些信息進行加工處理，并將處理結(jié)果通知控制處理器，由控制處理器指揮、激勵驅(qū)動元件執(zhí)行相應動作。

（2）基體、智能材料耦合結(jié)構(gòu)：

某些結(jié)構(gòu)材料本身就具有智能功能，它們能夠隨著自身力學、物理狀態(tài)的改變而改變自身的一些其它性能。如碳纖維混凝土材料能隨自身受力情況而改變其導電性能，只要探 測到這一改變，便可以間接獲得結(jié)構(gòu)的內(nèi)部力學信息。

2 按照結(jié)構(gòu)智能化目的的不同，可以分為以下幾類：

（1）具有裂縫自診斷和自愈合功能的智能混凝土結(jié)構(gòu)；

（2）具有應力應變狀態(tài)自診斷功能的智能混凝土結(jié)構(gòu)；

（3）具有變形、損傷自診斷功能的智能混凝土結(jié)構(gòu)；

四 智能系統(tǒng)在土木工程結(jié)構(gòu)中的應用

(1) 光導纖維的應用

光導纖維是利用光在兩種介質(zhì)面上的全反射原理制成的光導元件。光纖徑細質(zhì)輕、韌性好、埋人性佳、能耗低、頻帶寬、傳輸速率高、反應靈敏、抗電磁干擾能力強、耐高溫、抗腐蝕，加之兼具信息感知與信息傳輸?shù)碾p重功能，便于實現(xiàn)分布式和準分布式檢測等特點，一直被認為是智能結(jié)構(gòu)系統(tǒng)中的首選傳感材料，并已經(jīng)開始應用于土木工程結(jié)構(gòu)中的“神經(jīng)元”。在土木工程結(jié)構(gòu)中(或在其表面)埋入(或粘貼)光纖傳感器，通過分析光的傳輸特性，如光強、相位和波長等，即可獲得光纖周圍材料的應力、壓強、電場、磁場、密度、溫度、分和X射線等參數(shù)的變化，從而實現(xiàn)對土木工程結(jié)構(gòu)的健康狀態(tài)和安全可靠性進行實時、在線、動態(tài)監(jiān)測與控制。

(2) 形狀記憶合金的應用

是利用應力和溫度誘發(fā)相變的機理來實現(xiàn)形狀記憶功能，同時具有“感知”與“驅(qū)動”的功能材料。其特點是:將已在高溫下定型的形狀記憶合金，置于低溫或常溫下使其產(chǎn)生塑性變形，當環(huán)境溫度升高到臨界溫度(相變溫度)時，合金變形消失并可恢復到定型時的原始狀

態(tài)。在此過程中，合金能產(chǎn)生與溫度呈函數(shù)關系的位移或力(或二者兼有)。合金的這種升溫后變形消失、形狀復原的現(xiàn)象稱為形狀記憶效應閻。

(3) 電致伸縮材料的應用

從某種意義上說主要是指壓電材料。壓電材料強調(diào)的是利用正壓電效應，電致伸縮材料強調(diào)的是利用逆壓電效應。事實上，壓電材料是一種同時兼具正逆電機械藕合特性的功能材料，若對其施加作用力，則在它的兩個電極上將感應產(chǎn)生等量異號電荷;反之，當它受到外加電壓的作用時，便會產(chǎn)生機械變形，因此壓電材料在智能結(jié)構(gòu)中被廣泛地用作傳感器和驅(qū)動器。這類傳感器和驅(qū)動器比其他類型的傳感器和驅(qū)動器具有更為優(yōu)良的頻率特性和可集成特性。若將它們與其他組元有效地組合起來，則可構(gòu)成一個對結(jié)構(gòu)控制極為有效的智能材料系統(tǒng)。這個系統(tǒng)幾乎可以完全根據(jù)設計者的意圖調(diào)整結(jié)構(gòu)的阻尼與自振頻率等動力學特性，同時還可對結(jié)構(gòu)的位移、應變、應力、加速度和破壞情況進行自動監(jiān)測。

(4) 磁致伸縮材料的應用

是一種同時兼具正逆磁機械禍合特性的功能材料。當它受到外加磁場作用時，便會產(chǎn)生彈性變形;若對其施加作用力，則其形成的磁場將會發(fā)生相應的變化。故磁致伸縮材料在智能系統(tǒng)或結(jié)構(gòu)中，常被用作傳感器和驅(qū)動器。

(5) 功能凝膠的應用

功能凝膠又稱愈合材料，是一種狀態(tài)可隨環(huán)境條件(如溫度、壓力等)而變化，并能及時向結(jié)構(gòu)供給能量與物質(zhì)的強力粘合的高分子材料。若將它裝在脆性管道中埋人結(jié)構(gòu)內(nèi)部，當結(jié)構(gòu)嚴重超載或由地震、強臺風等原因造成應力過大出現(xiàn)局部裂紋時，則脆性管道就自行斷開，呈液態(tài)的“愈合劑”便會自動滲透到裂縫的各個部位并迅速凝固，將裂縫牢牢粘合，從而達到結(jié)構(gòu)自修復與環(huán)境自適應的目的[3]。目前可供采用的功能凝膠有聚酸乙烯乳液、氯丁一酚醛、聚乙烯醇縮醛等。功能凝膠主要用于各類重要結(jié)構(gòu)的新建、改建、維修與加固，尤其是國家重大工程結(jié)構(gòu)。

總之，智能材料系統(tǒng)在土木工程結(jié)構(gòu)中的應用已經(jīng)展現(xiàn)出其獨特的優(yōu)越性能，智能材料是21世紀的新材料，已成為當今各國普遍關注的熱點和焦點。在土木工程中廣泛使用智能材料，不僅增強土木工程的抵抗力，還能夠有效的降低突發(fā)事故和災難性事故的發(fā)生。

參考文獻

[1]肖紀美.智能材料的來龍去脈[[J].世界科技研究與發(fā)展，1996,9(3):120-125

[2] 楊大智.智能材料和智能系統(tǒng)[M].天津:天津大學出版社，2000,7-410

篇2

開設課程時，要先介紹國內(nèi)技術(shù)支持和政府推廣、國內(nèi)施工市場，讓學生認識到課程的重要性。木結(jié)構(gòu)目前在國內(nèi)發(fā)展很快，僅北京及周邊地區(qū)的公司就有中國森林控股有限公司、北京澳林時代木屋銷售有限公司、北京同聚祥投資有限公司、北京歐芬源木置業(yè)有限公司、塞納華瑞北京新材料有限公司、北京境之谷生態(tài)峽谷走廊有限公司、天津華林木業(yè)科技有限公司、德州市好宜居木結(jié)構(gòu)有限公司等。課程授課過程中，穿插介紹各單位的典型工程結(jié)構(gòu)以及有關設計人員的聯(lián)系方式，這樣不僅給學生提供了木結(jié)構(gòu)的實踐案例，同時還提供了實習機會以及就業(yè)機會。學生的積極性很高，部分學生有意于畢業(yè)后自己創(chuàng)業(yè)。在充分調(diào)動學生積極性后，接下來即是木結(jié)構(gòu)的技術(shù)達標情況教學。木結(jié)構(gòu)的技術(shù)規(guī)范和實際工程，是教學主要內(nèi)容，重點介紹使用標準尺寸的規(guī)格材建造木結(jié)構(gòu)房屋的施工方法。課程內(nèi)容主要包括木結(jié)構(gòu)建筑的歷史與演變、建筑材料選擇、基礎的建造、樓板設計、樓板擱柵選擇、外墻構(gòu)造、椽條—雙坡及四坡屋面、桁架等建筑部件的連接方式和建筑方法。同時，課程教學過程中的木結(jié)構(gòu)材料、連接件、施工工具等的實地講解，提高了課程實際教學效果。新技術(shù)的教學內(nèi)容，如防風防蟲技術(shù)資料、呼吸紙的技術(shù)材料，加拿大木業(yè)協(xié)會網(wǎng)站教學視頻，如木結(jié)構(gòu)防火、60小時建造木結(jié)構(gòu)房屋、如何利用木材打造綠色城市等[6]，為課堂豐富了教學知識。木結(jié)構(gòu)課程施工項目管理、成本、工期、質(zhì)量的相關內(nèi)容，市場情況和各供貨商的優(yōu)勢等也包括在課程內(nèi)容之列。

2課程實踐

帶領學生通過參觀施工現(xiàn)場，親手完成木結(jié)構(gòu)房屋部分墻體和地板的制造，是最直接的實踐方法，通過完成木結(jié)構(gòu)模型的建造，從而掌握授課中介紹的施工方法。我校培訓部與加拿大木業(yè)協(xié)會合作，建設了培訓基地和施工教學基地，該基地為課程教學提供了便利條件。圖1是課程教學過程中的教學圖片和內(nèi)容。圖1木結(jié)構(gòu)房屋實踐教學為了使每位學生都有動手機會，并保證安全和教學效果，加拿大木業(yè)協(xié)會為課程開設單位提供了教學模型(如圖2所示)。通過一次教學，學生參觀并完成一棟木結(jié)構(gòu)房屋的建造，加深了對木結(jié)構(gòu)房屋的認識。

3考試

考試是教學的一個重要環(huán)節(jié)?？荚嚦煽兣c學生獎學金、升本等有直接關系，因而，受到學生的重視。我校學生綜合成績涵蓋平時知識、平時考勤、回答問題、平時測驗等評價，同時包括模型制作、施工考核成績。同時，本課程結(jié)合我校建筑系舉辦的建模大賽，加入了參賽和獲獎加分項等，獲得學生與學校領導與教師的肯定。

4結(jié)束語

篇3

關鍵詞：木結(jié)構(gòu)；螺栓連接；抗火性能

Abstract: the design of any building, fire prevention design is indispensable important content, especially for the wood for, because lumber is flammable material, the fire prevention design is more important. In view of the nodes in the whole system of wood wood, the importance of fire resistance timberwork connected node properties become the most important, this paper introduces about timberwork bolt connection the mechanical properties and the research progress of fire resistance performance reviews, so that in future design of fire from the use of wood performance and safety performance, as well as reduce accidents, prolong service life a reference

Keywords: timberwork; Bolt connection; Fire resistance performance

中圖分類號：S611文獻標識碼：A文章編號：

引 言

木結(jié)構(gòu)建筑在世界各地被廣泛使用，但是因為木材是可燃材料，其防火設計尤為重要。在我國，由于對木材防火的認識和研究不足，使人們普遍認為木結(jié)構(gòu)抗火性能很差，這對木結(jié)構(gòu)建筑的應用和發(fā)展十分不利。連接節(jié)點設計是木結(jié)構(gòu)中的最為關鍵設計內(nèi)容，木結(jié)構(gòu)節(jié)點分為榫卯連接、螺栓連接、釘連接等，其中螺栓連接因具有簡潔、可靠、美觀等特點而廣泛應用于現(xiàn)代木結(jié)構(gòu)，尤其是重型木結(jié)構(gòu)中，但是我國木結(jié)構(gòu)相關標準和研究對此類連接的結(jié)構(gòu)性能只是簡單提及，并未做深入闡述，尤其是該類型節(jié)點的抗火性能更是空白。

木結(jié)構(gòu)螺栓連接性能研究概況

國內(nèi)外研究表明，影響其木結(jié)構(gòu)螺栓連接承載能力的主要因素有木材厚度、螺栓直徑、木材含水率、螺栓排列等，樊承謀和黃紹胤等對木-木螺栓連接木結(jié)構(gòu)節(jié)點進行了理論和試驗研究，提出根據(jù)彈塑性工作假定來推導螺栓連接極限承載力，并給出了承載力計算公式，另外其還標定了螺栓連接中鋼材塑性的利用系數(shù)，測定了木構(gòu)件孔壁承壓強度與順紋受壓強度的比值，提出了在試驗的基礎上進一步修正設計計算公式的建議[1-2]。徐德良等對木材-鋼夾板螺栓連接和木材-鋼填板螺栓連接木結(jié)構(gòu)節(jié)點進行了抗拉試驗研究，重點研究連接的承載能力和破壞模式，同時對木材厚度、螺栓直徑、端距等承載力影響因素進行分析[3-4]。Gattesco等根據(jù)Johansen屈服理論給出了單剪和雙剪螺栓連接順紋承載力計算公式[5]。Xu等對內(nèi)嵌單塊鋼板多銷連接受拉節(jié)點進行了試驗研究，采用木材強度等級GL24的膠合木，木材寬為75mm，鋼板厚8mm，鋼銷直徑16mm，并根據(jù)試驗結(jié)果推導了承載力計算公式[6]。

木結(jié)構(gòu)螺栓連接抗火性能研究概況

國外大型的木結(jié)構(gòu)公用建筑多采用重型木結(jié)構(gòu)，其本身具有較好的抗火性能，因為重型木結(jié)構(gòu)構(gòu)件燃燒時表面產(chǎn)生炭化層，碳化層在火災的過程中扮演了“絕緣”的角色，這可以減緩火焰進一步向構(gòu)件內(nèi)部燃燒，降低了內(nèi)部材質(zhì)燒焦的幾率，經(jīng)過計算得出木構(gòu)件在火災后一般能保持原構(gòu)件設計強度的85％～90％，而未經(jīng)強化防火處理的金屬構(gòu)件導熱系數(shù)高，遇高溫時強度容易降低，在溫度達到232℃以上時其強度迅速下降，溫度達到750℃時，其強度僅是原來的10％，所以從另一個角度來看，木構(gòu)件在火災時比鋼構(gòu)件更安全。

加拿大和瑞典兩國研究人員對木結(jié)構(gòu)防火試驗研究進行了較為深入研究。Carsten等為了完善鋼-木多剪連接耐火極限計算模型，進行了標準火災試驗，并與有限元模擬的結(jié)果進行對比，對于鋼緊固件、鋼板和木材之間的相互作用有了一定的了解，其火災試驗中的構(gòu)件剩余截面是由激光掃描確定的，這種方法已經(jīng)成為替代人工計算的快速而又準確的方法，試驗結(jié)果表明當試驗溫度達到250℃時，另外Carsten認為為了進一步發(fā)展防火設計模型，使螺栓連接耐火極限符合要求，還需對木材厚度、螺栓直徑、螺栓端距、鋼板端距等對其下火災下性能的影響進行研究。通過試驗和理論研究，人們發(fā)現(xiàn)木材有焰燃燒時先發(fā)生熱解，然后發(fā)生炭化，稱為有效燃燒熱，有效燃燒熱取決于木材中木質(zhì)素的含量多少；在無焰燃燒時，主要是碳的氧化反應，其燃燒熱值高?？傊?，木材的熱釋放速率取決于熱輻射能量、溫度、木材的含水率、厚度、木紋方向、木板背面的邊界條件、周圍空氣中的氧氣濃度等。火災下木梁的截面面積和承載力降低一方面由于木材的炭化，炭化層不具有強度，減少有效截面面積；另一方面由于剩余截面木材強度隨溫度的升高而降低。炭化率是衡量木材抗火性能的一個重要參數(shù)，Mikkola依據(jù)木材密度、木材濕度、氧氣密度和熱傳導性建立了木材炭化率計算公式，Njankouo推導出木材的炭化率與木材密度成線性降低關系，Yang等也給出炭化深度的計算公式。Firmanti對不同的荷載水平下簡支木梁進行了抗火試驗研究，試驗表明木梁在火災下承載力降低且荷載水平越高，抗火時間越短。Norén、Frangi等對鋼材-木材螺栓連接木結(jié)構(gòu)節(jié)點進行了多次抗火試驗，并基于Johansen屈服準則給出了承載力與時間的相對關系等。Moss等對木-木螺栓連接、木-鋼夾板和木-鋼填板螺栓連接受拉節(jié)點進行了抗火試驗研究，試驗木材采用層板膠合木，研究表明內(nèi)嵌鋼板比外夾鋼板的耐火極限高。

結(jié) 語

由于鋼材和木材燃燒時具有不同的性能，木結(jié)構(gòu)螺栓連接抗火性能有別于一般的純木構(gòu)件，但是目前我國對螺栓連接節(jié)點的抗火性能研究還處于起步階段，因此還需更多研究人員對其對鋼板、螺栓、木材各自的特性及共同作用的表現(xiàn)進行研究，確定火災中連接節(jié)點各組成部分的溫度傳遞和分布及力學性能變化等狀況，為我國現(xiàn)代木結(jié)構(gòu)的普及推廣、加工、設計和應用提供參考。

參 考 文 獻

[1]樊承謀.木結(jié)構(gòu)螺栓聯(lián)結(jié)的工作原理及計算公式:關于國際木結(jié)構(gòu)設計規(guī)范第五稿螺栓聯(lián)結(jié)計算公式的討論[J].哈爾濱建筑工程學院學報,1982(1):18-36.

[2]黃紹胤,洪敬源,余培明. 木結(jié)構(gòu)螺栓連接中銷槽木材承壓和鋼銷抗彎的強度[J].重慶建筑工程學院學報, 1986(1):11-17.

[3]徐德良,劉偉慶,倪庚東.木材一鋼夾板螺栓連接的承載能力試驗研究[J].江蘇,建筑,2009,3:18-20.

[4]徐德良,劉偉慶,楊會峰,翁曉紅.木材-鋼填板螺栓連接的承載能力試驗研究[J].江蘇建筑,2008(4).

[5]Gattesco N, Toffolo. Experimental study on multiple-bolt steel-to-timber tension joints[J].Materials and Structures,2004,37:129-138.

篇4

[關鍵字]福建土樓木結(jié)構(gòu)杉木損壞

福建土樓是世界獨一無二的大型民居形式,被稱為中國傳統(tǒng)民居的瑰寶[1]。福建土樓中部分土樓是世界文化遺產(chǎn),土樓是不可再生資源,保護好土樓具有非常重要的意義。如圖1所示,土樓內(nèi)的木結(jié)構(gòu)材料是土樓的重要組成部分,也是土樓文化的重要載體,保護木結(jié)構(gòu)材料同樣具有重要的意義。目前部分木結(jié)構(gòu)材料由于年代久遠、自然損壞和人為損壞等多方面因素,已經(jīng)產(chǎn)生一定程度的損壞,應該采取相應的保護措施,但在采取相應措施之前,應先研究清楚其木結(jié)構(gòu)材料的現(xiàn)狀。

圖1玉成樓內(nèi)景

1土樓木結(jié)構(gòu)采用的木材

1.1 采用木材的種類

建土樓用的木材,過去一概用杉木[2]。列為世界文化遺產(chǎn)部分的土樓都具有一定的歷史,建筑材料基本是就地取材,在福建省所處地理位置,杉木較適合作為建筑材料使用。經(jīng)筆者實地調(diào)研,土樓木結(jié)構(gòu)原用材確實是杉木。

1.2 杉木特征

杉木,別名杉樹、建木等,主產(chǎn)于長江流域以南,福建盛產(chǎn);木材紋理直,結(jié)構(gòu)均勻,材質(zhì)較輕,干縮小,易于干燥和加工;木材樹干通直,易于制作板方材;杉木內(nèi)含“杉腦”,能抗蟻蛀耐腐[3]。

1.3 杉木經(jīng)過的保護處理

1.3.1煙熏法

建土樓之前,土樓人通過手工工具把杉木去皮,制成板方材后,通過煙熏法,把杉木含水率干燥到當?shù)仄胶夂屎蟛抛瞿窘Y(jié)構(gòu)用材,干燥能防止杉木的變形和開裂,提高力學強度,改善使用性能,還能預防杉木腐朽變質(zhì),延長杉木的使用壽命。圖示1可看出2樓以上木結(jié)構(gòu)材料表面有碳黑色,實際是煙熏所致,煙熏法除了能干燥杉木外,同時能使杉木材表面碳化,形成保護層,可以增強杉木材的防腐和抗白蟻,還能使杉木材不易吸收水分,防止杉木材因干縮濕漲而破壞木結(jié)構(gòu),防止因含水而易腐朽變質(zhì)[4]。杉木的煙熏法處理對于土樓至今仍能被正常居住起到關鍵性作用。

1.3.2 涂飾

涂飾可以在杉木表面涂以涂料,形成一層保護膜,能夠阻止或延遲杉木被破壞現(xiàn)象的發(fā)生和發(fā)展,使杉木的使用壽命延長,同時因為涂料的色彩而起到一定裝飾作用。

在土樓建成之后,部分土樓人家為了使土樓更加美觀同時為了保護土樓的木結(jié)構(gòu),在局部采用了涂飾工藝,如圖2所示,門窗的木結(jié)構(gòu)上采用了彩色油漆。還有就是在后期的居民生活中及在土樓申請成為世界文化遺產(chǎn)成功后,對部分木結(jié)構(gòu)做了油漆保護,如圖一一樓門窗的油漆、圖3的樓板白色油漆及柱子的黑色油漆。

圖2福裕樓內(nèi)景

圖3振成樓內(nèi)景

2土樓木結(jié)構(gòu)連接材料

土樓木結(jié)構(gòu)的連接除了采用自身榫鉚結(jié)合外,都采用竹釘連接。竹材本為易蟲蛀、腐朽的材料,但是制造土樓用竹釘用的是硬皮老竹頭,于冬天砍伐,粗加工成竹釘之后,放在鐵鑊中加凈生黃土及少許食鹽炒至老干變黃,這種竹釘異常堅硬,而且?guī)缀醪恍?比鐵釘更耐久[2]。這一點也是土樓永久長存的關鍵因素之一。

3土樓木結(jié)構(gòu)材料的損壞現(xiàn)狀及安全隱患

福建土樓木結(jié)構(gòu)材料目前總體狀況良好,但是土樓都具有一定的歷史,特別是列為世界文化遺產(chǎn)的土樓更具有悠久的歷史。由于年代久遠,部分土樓的木結(jié)構(gòu)材料有一定程度自然的損壞,同時居民的生產(chǎn)生活中的一些行為也造成了土樓木結(jié)構(gòu)的受損,這幾年,特別是土樓申遺成功后,旅游的大力開發(fā)也對土樓的木結(jié)構(gòu)材料產(chǎn)生了一定的損壞。

3.1 杉木的生物損壞

3.1.1菌害

目前土樓木結(jié)構(gòu)由菌害產(chǎn)生的損壞總體情況較輕微,但在木結(jié)構(gòu)的某些局部,菌害還是嚴重威脅到了杉木的材質(zhì)健康。

菌害主要是木腐菌引起的杉木的腐朽。腐朽會使杉木逐漸改變其顏色和結(jié)果,使胞壁受到破壞,物理、力學性質(zhì)隨之發(fā)生變化,最后變得松軟易碎,呈篩孔狀或者粉末狀[5],這一點嚴重威脅到杉木的材質(zhì)健康。木腐菌的生長條件是適宜的溫度、氧氣和適宜的含水率,木腐菌在土樓內(nèi)有適宜的溫度和足夠的氧氣,那么杉木中的含水率就成了木腐菌是否能破壞土樓杉木的決定因素。正常情況下,土樓中的杉木結(jié)構(gòu)材料已經(jīng)經(jīng)過干燥處理,其含水率低于木腐菌生長的含水率,不易發(fā)生腐朽,但是在土樓居住過程中,局部木結(jié)構(gòu)材料的含水率會發(fā)生變化,從而使杉木含水率符合木腐菌的生長,主要有以下三個部位:①陰暗潮濕處。主要是生活用水處、放置尿桶處的木地板,此類地方木地板常年處于潮濕狀態(tài),易受木腐菌侵蝕;②晾衣服處下方的木護欄及樓板,此處地方處于干干濕濕交替狀態(tài),也容易受木腐菌侵蝕;③屋瓦被破壞處下方的木結(jié)構(gòu),如圖4的玉成樓內(nèi)屋頂?shù)拈艽皺M梁產(chǎn)生了腐朽,此類地方主要是在雨天時候,雨水透過破壞的屋瓦而使木結(jié)構(gòu)受潮,屋內(nèi)又不易曬到太陽,而福建又是地處降水較多的省份,所以屋瓦破壞處的木結(jié)構(gòu)材料常處于潮濕狀態(tài),特別容易引起腐朽。

圖4玉成樓內(nèi)的屋頂

3.2 木材的物理損壞

3.2.1光降解

太陽光中的紫外線與部分可以曬到太陽的杉木表面發(fā)生光化學的降解作用,從而導致顏色變暗[6]。在部分有悠久歷史的土樓中,杉木材色變暗較明顯,如圖1所示,二樓樓板新?lián)Q材料的材色與原杉木材色形成鮮明對比。

3.2.2開裂

土樓木結(jié)構(gòu)木材受潮或者光照不均勻也會引起木材的變形、開裂,從而影響木構(gòu)件的結(jié)構(gòu)力,同時開裂的裂縫為菌蟲提供了有利生存場所,存在受菌蟲侵害的隱患,如在裂縫處發(fā)生菌蟲的侵害,因其在木材內(nèi)部,其危害程度及除害難度都將大大提高。

3.3 人為破損

3.3.1木結(jié)構(gòu)松動和材料斷裂

部分土樓一樓至二樓樓梯的扶手木結(jié)構(gòu)有松動,致使某些杉木材斷裂。主要原因是傳統(tǒng)的土樓居住形式是二樓為谷倉等倉庫,土樓人家在搬運谷物或其他東西上下樓時候,都會借助扶手,且此時用力較大,在時間的累積下,致使木扶手慢慢的出現(xiàn)松動和材料斷裂。

3.3.2木樓板、樓梯踏板等的鞋印和磨損

生活在土樓內(nèi)土樓人家,長期在杉木板上走動,對樓板及樓梯踏板會留下鞋印和磨損材料,如圖5所示,樓梯木結(jié)構(gòu)材料已經(jīng)被嚴重磨損,特別是現(xiàn)代生活中,皮鞋等質(zhì)地較硬的鞋底及女士穿的高跟鞋對板材的破壞更加嚴重,還有就是旅游開發(fā)之后,隨著旅客數(shù)量的增加,對樓板及樓梯踏板的破壞就更加嚴重。

圖5玉成樓內(nèi)一樓至二樓樓梯

3.4 油漆脫落

在時間的作用下,原來部分木結(jié)構(gòu)上做的涂飾保護和裝飾都產(chǎn)生一定程度的破壞。如圖2所示,木框及門板的油漆已經(jīng)部分脫落,不但破壞圖案而破壞了圖案所顯示的文化內(nèi)涵,而且致使材料直接暴露在空氣中,而易受侵害;圖三所示,樓板及柱子的油漆已經(jīng)部分脫落,致使材料直接暴露在空氣中,易受侵害。

3.5 土樓荒廢引起的損壞

部分土樓由于沒人居住引起的破損有以下三個方面:①屋瓦破損、木結(jié)構(gòu)破損因無人居住而無人修復,這一點加速了材料的破損;②無人打掃衛(wèi)生,致使土樓內(nèi)環(huán)境較適合菌類生存,更易產(chǎn)生腐朽;③無人居住就無人生活做飯,沒有做飯就沒有煙火,沒有干燥的煙火就導致土樓內(nèi)較潮濕,更易受菌蟲侵害。

4材料的安全隱患

4.1火災隱患

杉木木結(jié)構(gòu)為木質(zhì)材料,極易燃燒,而且土樓內(nèi)使用的杉木數(shù)量眾多,雖然部分土樓在申請世界遺產(chǎn)成功后有安裝滅火器,但是沒有自動消防警報及自動滅火裝置,還是存在一定的火災隱患,況且有的土樓內(nèi)目前還沒有裝滅火器,火災隱患就更大。

4.2 蟲害隱患

雖然目前在土樓內(nèi)很少受蟲害侵蝕,但是木結(jié)構(gòu)材質(zhì)為木材,木材本身易受蟲害,特別是白蟻的侵蝕。長期來說存在蟲害隱患。

5結(jié)論

目前福建土樓木結(jié)構(gòu)材料―杉木已經(jīng)遭到一定程度的損壞,包含變色、腐朽、開裂、人為損壞、油漆脫落等損壞,同時又有火災、蟲害等潛在安全隱患,而且目前有些土樓無人居住而被荒廢,易受損壞。為了世界文化遺產(chǎn)―土樓能夠屹立不倒,應針對其已經(jīng)產(chǎn)生的損壞采取相應的具體的補救措施,同時應做好各類損壞的預防。

參考文獻:

[1] 黃漢民.福建土樓探秘[J].中國文化遺產(chǎn),2005,(4):10-12.

[2] 林嘉書.土樓-凝固的音樂和立體的詩篇[M].上海:上海人民出版社,2006.

[3] 李湞.杉木在古代建筑實踐中的應用[J].建筑歷史,2004,(1):117-118.

[4] 李湞.中國傳統(tǒng)建筑形制與工藝[M].上海:同濟大學出版社,2006.

篇5

【關鍵詞】古建筑 木結(jié)構(gòu) 保護 應用

中圖分類號：F407.9 文獻標識碼：A 文章編號：

一、前言

古建筑泛指通常作為文物保護的一類建筑。我國的古建筑以木結(jié)構(gòu)體系為主，源于自然，利用自然，高于自然。它以靈活的風格，合理的布局，適宜的建筑體量和精巧的裝飾取得了高度的藝術(shù)成就。在世界上享有極高的盛譽。中國的古建筑以木結(jié)構(gòu)建筑為主而發(fā)展,是我國悠久文化遺產(chǎn)的重要組成部分。古建筑木結(jié)構(gòu)歷經(jīng)幾百年甚至上千年后,由于受所處環(huán)境的生物、物理和化學等外部因素的影響,經(jīng)常會發(fā)生老化(如腐朽、蟲蛀、開裂等) ,從而引起木材物理力學性能衰減,最終導致古建筑木結(jié)構(gòu)的殘損和力學強度降低。木材材性的變化與古建筑木結(jié)構(gòu)的壽命息息相關,是影響木結(jié)構(gòu)性能的內(nèi)在因素,因此木材的老化問題是古建筑木結(jié)構(gòu)研究中必須要考慮的方面?？紤]木材老化問題,對木結(jié)構(gòu)進行結(jié)構(gòu)性能分析更具實際意義。

二、古建筑木結(jié)構(gòu)問題探討

我國古建筑木結(jié)構(gòu)所用樹種頗有講究。對樹種選擇的考慮既有自然因素，又有社會人文因素，特別是封建等級制度的因素。通過對故宮建筑木結(jié)構(gòu)樹種的研究可以獲得豐富的自然和歷史信息。

隨著歲月變遷，時光流逝，數(shù)百年前古建筑常用樹種已不多，甚至絕跡。因此現(xiàn)代的修繕只能選用性質(zhì)相近的樹種代替。由于我國天然林禁伐，相近樹種、成規(guī)格的木料也已經(jīng)很難得到。這是問題之一。對此，應該開展木結(jié)構(gòu)樹種的系統(tǒng)研究，為擴展代用樹種的選擇范圍提供科學依據(jù)。

原木砍伐后，當年材質(zhì)較好，樹皮完整，木腐菌尚未能侵入皮下感染木材，同時，樹皮下的大量害蟲暫時依靠皮下豐富營養(yǎng)生活，尚未鉆入木材內(nèi)危害。此時加工利用，可以保證材質(zhì)優(yōu)良。但是，高達80%（或以上）的木材含水率會造成加工木構(gòu)件的嚴重開裂變形。這是一般常識，是任何專業(yè)人士都熟知的，也不會有人這樣去做。原木經(jīng)過貯存，含水率會有所降低，但是貯存期的原木會迅速降等變質(zhì)。如果不采取任何保護措施，3～5 年后貯存原木會成為等外材而不堪使用。這是問題之二。為解決這一問題，一般規(guī)模較大的修繕工程都應該提前備料，并對木料采取專門的保護措施。當然，徹底的辦法還是人工干燥，這就需要相應的技術(shù)和較高的投資，難度很大。

根據(jù)修繕現(xiàn)場施工經(jīng)驗，加工木構(gòu)件的內(nèi)部（10cm 以下）含水率多在40% 左右，有時更高，5cm 深處含水率多在30% 左右，這樣的含水率在干燥過程中仍然會使木材開裂和變形。同時與我國2002 年頒布的“古建筑維修規(guī)范”提出的修繕更新木構(gòu)件含水率須在20% 以下相差甚遠。這是目前古建筑維修普遍存在的問題，也是歷來難以解決的問題，使古建筑修繕面臨一個尷尬局面。一些工程由于工期所限，倉促做了地仗、油飾，結(jié)果造成油飾木構(gòu)件的迅速悶腐，而使這些古建筑4 ～ 5 年后便不得不進行修繕。這是問題之三。是材料問題，也是體制問題。市售含水率20％以下的合格木料，特別是原木，幾乎沒有。徹底解決辦法便是對木構(gòu)件做人工干燥和科學的化學防腐處理。木構(gòu)件在相對較高的含水率下，極容易發(fā)生蟲蛀和腐朽。一般來說，30％以上含水率木件在油飾情況下，干燥至20％以下含水率，需5 ～ 8 年，在此期間，有效的化學保護是絕對必要的。

三、古建筑木結(jié)構(gòu)防護技術(shù)

木材是生物材料，所以它在潮濕的環(huán)境中，特別是在室外的環(huán)境中， 極易受到有害生物的侵襲（腐朽、蟲蛀等）。同時，一些非生物因素（物力、化學等）也以不利于方式影響著木材，使其發(fā)生變化。

1.木結(jié)構(gòu)防腐

木材防腐的歷史可以追溯到約公元四世紀，晉朝葛洪《抱樸子》內(nèi)篇“銅青涂木，入水不腐”，說明當時已經(jīng)把銅的氧化物用于木材防腐?，F(xiàn)階段我國的森林資源已日趨匱乏， 許多古建筑木結(jié)構(gòu)所用的防腐樹種已無從尋覓，2006 年公布的第六次全國森林資源清查結(jié)果顯示， 全國森林覆蓋率為18.21%，人均森林占有面積僅0.08 公頃， 在全球排名134 位。所以將木材進行化學防腐已是大勢所趨， 木材的化學防腐就是用有毒藥劑（防腐劑）處理木材、殺死危害木材的各種生物或阻止其生長。防腐劑分為無機和有機兩大類，無機藥劑主要是一些水溶性的鹽類，有機藥劑又可分為油類和油溶性藥劑兩類。1957 年我國第一個木材防腐廠在武漢創(chuàng)辦，時至今日，從事木材防腐的廠家已有一兩百家， 雖然具體的木材防腐技術(shù)有很多種， 但具體到現(xiàn)場施工由于工期和現(xiàn)場條件的限制，已沒有必要也不可能自己進行處理，材料采購時完全可以直接購買專業(yè)廠家已處理過的防腐木材，現(xiàn)場加工時再對鋸切部位補刷桐油，釘接處均采用不銹鋼釘， 并在釘眼處填嵌膩子和補刷桐油。木柱除采用了支撐在混凝土柱礎上以隔斷潮氣上升的設計措施外，還在柱底開了十字槽口，以利通風和多余水分外滲。防腐劑要求廠家選用不影響油漆、可用于室外的材料，如銅鉻硼（CCB）、氨溶砷酸銅（ACA）等。

2.木結(jié)構(gòu)的防蟲

木材防蟲的歷史可以追溯到約公元前500 年，孔子指出樹木只有適時砍伐，才能很好的避免蟲害，這和今天木材最好在冬天采伐的理念不謀而合。一般防腐木因為經(jīng)有毒藥劑處理過均有防蟲功能，為保險起見， 在與木結(jié)構(gòu)接觸的地面又加做毒土處理措施，即將高濃度殺蟲藥劑噴灑在土壤中，與地基一起夯實，以隔斷地下白蟻的來路。

3.木結(jié)構(gòu)防火

對木構(gòu)件的防火未嚴格要求，如果是房屋木結(jié)構(gòu)，則首先要從構(gòu)造上避免與高溫、高熱部位接觸，必要時對木構(gòu)件進行藥劑處理，變易燃體為難燃體。

4.木結(jié)構(gòu)防開裂

木材防開裂的歷史最早， 可以追溯到幾千年前燧人氏的鉆木取火， 因為鉆木取火必然是在干燥的木材上進行。木材的開裂與木材的含水率有著密切的關系， 木材的含水率是木材的一項重要的物理性質(zhì)，對木材的防腐、防蟲都有重要的影響。一般南方氣干材的含水率為17%-18%，北方氣干材的含水率為12%-13%。為防止木材開裂，要求廠家提供存放了2-3 年的木材， 使表面含水率能夠降至25%以下， 或提供其他方法處理過含水率能夠滿足要求的木材。

四、古建筑木結(jié)構(gòu)的修繕取材

用加速腐朽獲得的木材,代替古建筑木結(jié)構(gòu)中的舊木材,可以解決古建筑舊木材缺乏的弊端。一方面,在考慮腐朽條件下,對古建筑木結(jié)構(gòu)大構(gòu)件進行試驗研究成為可能;另一方面,在加速腐朽前,可以確保新木材材質(zhì)的一致性,使得腐朽后的木材和新木材具有可比性。通過試驗研究,可以得出在不同老化程度下,各種性能指標的衰變規(guī)律,以及老化對整體性能的影響,從而可以模擬古建筑木結(jié)構(gòu)在使用數(shù)百年后的實際力學性能。

中國古代木結(jié)構(gòu),在中國傳統(tǒng)文化中占有很重要的位置,它們代表著中國古代科技發(fā)展水平。珍惜和保護這些文物古跡意義重大,本文針對古建筑木結(jié)構(gòu)研究中存在的問題,把生物化學的研究方法應用到建筑結(jié)構(gòu)分析中,用加速腐朽來解決古建筑木結(jié)構(gòu)研究中的老化問題。用加速腐朽獲得的木材,代替古建筑木結(jié)構(gòu)中的舊木材,可以解決古建筑研究中舊木材缺乏的問題,同時確保新、舊木材材質(zhì)的一致性,使腐朽后的木材和新木材具有可比性。從而使古代木結(jié)構(gòu)研究能更深入、系統(tǒng)、完整的進行,為今后古建筑木結(jié)構(gòu)狀況勘查、維修方案制定和加固等保護性工程的實施,提供科學依據(jù)。

【參考文獻】

[1] 古建筑木結(jié)構(gòu)維護與加固技術(shù)規(guī)范 GB 50 165—92。

[2] 劉秀英、陳允適 . 從興國寺防腐防蟲技術(shù)處理探討木結(jié)構(gòu)保護問題，2003 年第4 期。

篇6

關鍵詞：承重木結(jié)構(gòu)；設計與分析軟件；木材密度；最小二乘

1 概述

在參加第三屆國際青少年創(chuàng)新設計大賽（IC）的承重木結(jié)構(gòu)比賽時，為了達到木結(jié)構(gòu)重量≤4.9g而承重40kg的設計目標，制作了大量的桐木結(jié)構(gòu)，分別如圖1所示。由于采用的是純粹的實際制作再實驗、失敗后再制作的摸索嘗試方法，不僅耗時長且由于缺少科學的設計與分析，試驗結(jié)果均失敗了。

同時，通過對失敗的試驗結(jié)果分析發(fā)現(xiàn)（如圖2所示），關鍵節(jié)點的受力分析也顯得極為重要。

經(jīng)查閱文獻，承重木結(jié)構(gòu)設計與分析有兩類方法：一種是數(shù)值仿真的方法[1]，需要熟練掌握PROE和ANSYS專業(yè)軟件，不適合高中生；另一種是用工程力學中的公式計算方法[2]，將相應參數(shù)代入即可求解得出，但使用起來不夠方便。因此，文章借助C++編程設計一個承重木結(jié)構(gòu)設計分析軟件，將工程力學計算、力學分析、密度測定和總重量計算功能集成在一起，結(jié)合實際的設計要求和設計結(jié)構(gòu)，可以快速地得出設計的木結(jié)構(gòu)承重截面積、節(jié)點受力分析和木結(jié)構(gòu)總重量，進而避免很多的彎路，為輕木承重結(jié)構(gòu)設計與分析提供一種新的方法和手段。

2 總體方案設計

根據(jù)承重木結(jié)構(gòu)設計與分析的需求分析，文章的總體方案如圖3所示。

承重木結(jié)構(gòu)設計與分析方法由PROE三維模型建模、密度測量試驗以及承重木結(jié)構(gòu)設計與分析軟件三部分組成。

首先由木材密度測量試驗得到抽檢的木材多批次不同體積、重量數(shù)據(jù)，將記錄的體積、重量數(shù)據(jù)輸入承重木結(jié)構(gòu)設計與分析軟件的密度測定模塊，經(jīng)最小二乘擬合得出木材的密度；其次用PROE建立三維結(jié)構(gòu)實體模型（如圖4所示）并產(chǎn)生各部件長度數(shù)據(jù)，將長度數(shù)據(jù)輸入結(jié)構(gòu)總重量計算模塊可以得出結(jié)構(gòu)總重量；然后根據(jù)單根立柱承重的臨界壓力、立柱長度和彈性模量由立柱截面積計算模塊得出立柱截面積的下限；通過輸入關鍵節(jié)點所有受力的大小和方向，可由節(jié)點受力分析模塊給出該關鍵節(jié)點受力分解與合成結(jié)果。

3 承重木結(jié)構(gòu)設計與分析軟件的設計

3.1 結(jié)構(gòu)總重量計算模塊

結(jié)構(gòu)總重量計算模塊首先讀入PROE得出的各部件面積與長度，然后經(jīng)公式（1）計算出結(jié)構(gòu)的總體積，最后再乘以木材密度即得出結(jié)構(gòu)的總重量。

3.2 立柱截面積計算模塊

立柱截面積計算模塊由如式（2）的歐拉公式[2]通過臨界壓力計算得出最小的立柱截面積。

3.3 節(jié)點受力分析模塊

節(jié)點受力分析模塊由輸入的節(jié)點各受力大小和方向（與x軸的夾角），將各受力分解到x-y平面的對應軸上（式（3）），并將x軸和y軸上的各分解力分別

3.4 密度測定模塊

密度測定模塊輸入密度測量試驗（遵照“GB/T 1933-2009木材密度測定方法”中的游標卡尺測量木材試樣尺寸）得到的多個體積、重量數(shù)據(jù)，將記錄的體積、重量數(shù)據(jù)經(jīng)最小二乘法擬合得出木材的密度。密度表達式如式（4）所示

4 承重木結(jié)構(gòu)設計與分析方法的驗證

4.1 結(jié)構(gòu)總重量估計

經(jīng)承重木結(jié)構(gòu)設計與分析軟件估計的結(jié)構(gòu)總重量為6.14g，經(jīng)實測的結(jié)構(gòu)總重量為6.08g，估計的結(jié)構(gòu)總重量很好地吻合了實際總重量。實測結(jié)果如圖6所示。

4.2 立柱截面積計算

由圖1可以看到，在文章的承重木結(jié)構(gòu)設計與分析軟件研制之前，承重木結(jié)構(gòu)制作無法平衡重量和承重量之間的矛盾，現(xiàn)經(jīng)承重木結(jié)構(gòu)設計與分析軟件分析后得出了單根立柱截面積應≥13.3mm2的結(jié)果，為實際的承重木結(jié)構(gòu)制作有理論指導作用，并成功地制作出圖6所示的承重木結(jié)構(gòu)撐起了40Kg杠鈴，如圖7所示。

4.3 節(jié)點受力分析

應用承重木結(jié)構(gòu)設計與分析軟件中的節(jié)點受力分析模塊對圖2中加深線所示節(jié)點進行受力分析，得出其失敗的必然性和需提供摩擦力不足的4Kg拉力的結(jié)論，并將結(jié)構(gòu)改進成圖4的結(jié)構(gòu)，如圖7所示成功支撐起了40Kg重量。

4.4 密度測定

經(jīng)密度測定試驗和密度測定模塊對密度測定試驗數(shù)據(jù)的最小二乘處理，使估計的結(jié)構(gòu)總重量很好地吻合了實際總重量，遠遠高于沒有承重木結(jié)構(gòu)設計與分析軟件之前的總重量估算精度（之前的估算精度經(jīng)常大于0.2g，且離散度較大）。

5 結(jié)束語

文章提出了一種承重木結(jié)構(gòu)設計與分析方法，由PROE三維模型建模、密度測量試驗以及承重木結(jié)構(gòu)設計與分析軟件三部分組成。此方法有別于傳統(tǒng)的專業(yè)數(shù)值仿真分析（需要熟練掌握PROE和ANSYS）和用工程力學中公式手工計算分析的方法，通過承重木結(jié)構(gòu)設計與分析軟件，可以避免盲目地摸索并較準確地定量給出承重木結(jié)構(gòu)關鍵指標的設計結(jié)果，對承重木結(jié)構(gòu)的實際制作提供了一種簡便有效的設計與分析方法，尤其適合高中學生使用。

承重木結(jié)構(gòu)設計與分析軟件包含結(jié)構(gòu)總重量計算、立柱截面積計算、節(jié)點受力分析和密度測定四部分功能模塊組成。其中密度測量模塊提出將最小二乘算法應用于木材密度的估算，估算結(jié)果可以大大提高承重木結(jié)構(gòu)總重量的估計精度。

參考文獻

[1]戰(zhàn)麗，董路平，林偉芬，等. 基于 Proe5.0與Ansys-Workbench板材起重運輸三工位上料機機架主梁的有限元分析[J]. 林業(yè)機械與木工設備，2012（12）：40-43.

篇7

關鍵詞: 木結(jié)構(gòu)房屋; 建筑; 住宅

中圖分類號： TU3 文獻標識碼： A 文章編號：

最近幾年, 由于經(jīng)濟的發(fā)展和生活水平的提高, 人們更加注重居住環(huán)境, 對木結(jié)構(gòu)房屋的需求增加。隨著改革開放的深入, 大量外國機構(gòu)的工作人員進入中國, 他們對木結(jié)構(gòu)房屋的需求也刺激了木結(jié)構(gòu)住宅建設的發(fā)展。目前出現(xiàn)了外國企業(yè)爭先開發(fā)中國木結(jié)構(gòu)房屋市場的現(xiàn)象, 成都、杭州和曲阜等地已建有木制結(jié)構(gòu)房屋，北京橘郡和光明公寓二期等項目為木制結(jié)構(gòu)房屋，位于小湯山附近的好萊塢第一農(nóng)莊和香山某項目也正在建造木制結(jié)構(gòu)房屋。國家建設部已頒布了《木結(jié)構(gòu)設計規(guī)范》和《木結(jié)構(gòu)驗收規(guī)范》，這無疑為木制結(jié)構(gòu)房屋在我國的推廣應用創(chuàng)造了有利條件，必將沖擊現(xiàn)在的住宅市場，掀起一股建造木制結(jié)構(gòu)房屋的旋風。

1、北美木結(jié)構(gòu)房屋在我國住宅市場的機遇

中國建筑市場給木結(jié)構(gòu)建筑的發(fā)展提供了良好機遇目前, 我國建筑行業(yè)和房地產(chǎn)業(yè)發(fā)展火暴，而目前新建住房大部分是混凝土結(jié)構(gòu),砌體結(jié)構(gòu),木結(jié)構(gòu)應用不到總量的1 % ,不能滿足不同層次人群的需要。據(jù)了解,目前在中國上海、北京、深圳、大連、廣州等大城市, 對于別墅型木結(jié)構(gòu)房屋具有一定的需求。另外,由于居住的習慣,工作于大陸的外籍人士對木結(jié)構(gòu)房屋也情有獨鐘, 但就全國范圍講木結(jié)構(gòu)房屋基木上還是空白,因此發(fā)展空間很大【1】。

2、北美輕型木結(jié)構(gòu)住宅的特點

2.1、木結(jié)構(gòu)本身優(yōu)勢

除土地配套設施外，木結(jié)構(gòu)施工現(xiàn)場沒有成堆的磚石、鋼筋和水泥等建筑材料，開發(fā)商或建筑商只需少量投資從工廠運來成套木制構(gòu)房屋半成品，稍加拼裝即可建成一幢美觀的木制結(jié)構(gòu)房屋。據(jù)悉，成都、杭州和曲阜等地已建有木制結(jié)構(gòu)房屋，北京橘郡和光明公寓二期等項目為木制結(jié)構(gòu)房屋，位于小湯山附近的好萊塢第一農(nóng)莊和香山某項目也正在建造木制結(jié)構(gòu)房屋。國家建設部已于2003年6月底頒布了《木結(jié)構(gòu)設計規(guī)范》和《木結(jié)構(gòu)驗收規(guī)范》，這無疑為木制結(jié)構(gòu)房屋在我國的推廣應用創(chuàng)造了有利條件，必將沖擊現(xiàn)在的住宅市場，掀起一股建造木制結(jié)構(gòu)房屋的旋風。2.2、與磚石結(jié)構(gòu)房屋或鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)房屋相比，美式輕型木制結(jié)構(gòu)房屋具有以下幾個鮮明的特點：

冬暖夏涼―――由于木材為絕熱體，在同樣厚度的條件下，木材的隔熱值比標準的混凝土高16倍，比鋼材高400倍，比鋁材高1600倍。如果采用通常的隔熱方法，木制結(jié)構(gòu)房屋的隔熱效果比空心磚墻房屋要高3倍。所以，木制結(jié)構(gòu)房屋的取暖費用較低，冬暖夏涼，空調(diào)幾乎成為擺設。不怕地震―――木制結(jié)構(gòu)房屋由于自身重量輕，地震時吸收的地震力也相對較少。由墻體和樓板體系組成的空間箱形結(jié)構(gòu)使木構(gòu)件之間能相互作用，所以在地震時木制結(jié)構(gòu)房屋大多紋絲不動，或整體稍微變形卻不會散架。防潮透氣―――有關專家認為，木材的平均含水率在19％以下時，蟲子就不能存活。而用來建造木制結(jié)構(gòu)房屋的木材平均含水率只有17％，再加上嚴格獨特的施工技術(shù)，能保證木制結(jié)構(gòu)房屋的干燥。木制結(jié)構(gòu)中還加入了一種室內(nèi)的空能釋放出去和室外的水氣卻進不來的單向呼吸紙，以及一旦木制結(jié)構(gòu)進水也能使其干燥的3項防潮技術(shù)措施，使木制結(jié)構(gòu)房屋成為既能有效防潮、透氣性能又十分優(yōu)異的房屋。阻燃防火―――木制結(jié)構(gòu)房屋的防火就像給可燃的木構(gòu)件包括墻體和樓板等穿上一件難燃或不燃的防火外套，一般采用防火石膏板來阻斷火焰與木構(gòu)件的接觸，同時滿足有關規(guī)范規(guī)定的耐火極限要求。實驗證明，即使是經(jīng)濟型的木制結(jié)構(gòu)房屋，抗火能力也不低于2小時左右?；炷两Y(jié)構(gòu)雖然難以燃燒，但是在高溫情況下內(nèi)部鋼筋會瞬間破壞造成房屋的烈性坍塌。北美國家歷史上許多火災的經(jīng)驗證明，火災造成的人員傷亡木結(jié)構(gòu)房屋比混凝土房屋要安全的多。安裝便捷―――施工周期短、使用壽命長、易安裝易遷移。木制結(jié)構(gòu)房屋所采用的木構(gòu)件和連接件都是在工廠標準化生產(chǎn)的，所以安裝速度遠遠快于磚石結(jié)構(gòu)房屋或鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)房屋，施工質(zhì)量也得以保證。由于事先了解建筑物的精確尺寸，幾乎所有的預制件都能在施工現(xiàn)場以外的場所完成，建造木制結(jié)構(gòu)房屋就像搭積木一樣容易。隨意設計―――木制結(jié)構(gòu)房屋的隔板由于很少承重，使得室內(nèi)設計完全可依據(jù)個人的喜好采用開放式或傳統(tǒng)式，門窗可安裝在任何實用和方便的地方，隔板、衣櫥和碗柜等在室內(nèi)可做得天衣無縫，是其他建筑材料結(jié)構(gòu)房屋所無法比擬的，同時還能大量節(jié)省購置家具的費用。壽命長久―――據(jù)了解，已有百年歷史的木制結(jié)構(gòu)房屋在美國隨處可見，因為美國有一套經(jīng)過長期實踐總結(jié)出來的嚴格建筑標準作保證。如果使用得當，木材應是一種非常穩(wěn)定、壽命長和耐久性強的建筑材料，開發(fā)商或建筑商承諾客戶的使用期長達70年。造價適中―――現(xiàn)階段市場上北美輕型木結(jié)構(gòu)房屋的造價在3000---4000元/平米左右，與其他結(jié)構(gòu)別墅價格相比很有競爭優(yōu)勢。

3、木結(jié)構(gòu)房屋對我國其他產(chǎn)業(yè)的推動作用

木結(jié)構(gòu)建筑的發(fā)展,擴大了木材的用途,可促使林業(yè)產(chǎn)業(yè)的良性循環(huán), 使木結(jié)構(gòu)房屋材料的研究和開發(fā)等技術(shù)問題能在近期內(nèi)有較大突破, 住宅建設領域能夠大量使用人工林木材, 木材需求量的增加和豐厚的利潤則將促使人工林的經(jīng)營者和個體林農(nóng)積極種樹, 以至形成一個可持續(xù)發(fā)展的良性循環(huán)。另一方面,也可以帶動化工、機械等相關行業(yè)的發(fā)展,形成一個新的增長點,也將會使利用人工林木材(楊樹、馬尾樹、落葉松、桉樹、甚至竹材等) 生產(chǎn)的結(jié)構(gòu)人造板(OSB ,LVL ,glulam, PSL ,l - beam等) ,用量大大增加,從而促進我國木質(zhì)人造板工業(yè)的發(fā)展。。如美國, 人造板用于建筑的比例為40%～ 60% , 加拿大為40%～45% , 日本為30%～ 50% , 我國木質(zhì)人造板在建筑上的應用比例則很低, 僅為26% , 其中大部分還用作了裝修材料【2】 , 因此, 木結(jié)構(gòu)房屋的開發(fā)必將促進我國林業(yè)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。

4、木結(jié)構(gòu)房屋的市場需求情況

提高生活品質(zhì)的需求木結(jié)構(gòu)房屋在保溫、節(jié)能、環(huán)保、舒適、結(jié)構(gòu)靈活性等方面有著傳統(tǒng)磚混結(jié)構(gòu)無可比擬的優(yōu)越性, 正好滿足人們?nèi)找孀非蟮呐c環(huán)境相和諧的愿望。據(jù)了解,目前在我國的上海、北京、深圳、大連、廣州等大城市,對于別墅型木結(jié)構(gòu)房屋具有一定的需求。另外, 由于居住的習慣, 一些外籍人士對于木結(jié)構(gòu)房屋也情有獨鐘, 這些都是潛在的消費群體, 作為住宅建設重要形式之一的小型獨立式木結(jié)構(gòu)住宅正好滿足此部分消費群體的要求。

5、我國發(fā)展木結(jié)構(gòu)房屋遇到的問題和解決方案

篇8

關鍵詞：木結(jié)構(gòu)房屋；發(fā)展趨勢；結(jié)構(gòu)特點

Abstract: according to the environmental protection, timberwork building of low cost, short during the advantages. With the continuous development of society, the living standard of people is increasing day by day, the people to the requirements of the housing conditions more and more is also high, therefore, housing conditions return to the nature of the concept of being identified and accept gradually, and the emergence of wood house is in line with the modern residential architectural concept, because of its unique style and the environmental protection characteristics, this kind of house structure more and more attention by people.

Keywords: timberwork building; Development tendency; Structure characteristics

中圖分類號：TU113.5+41文獻標識碼：A 文章編號：

0引言

隨著經(jīng)濟的發(fā)展，人們的生活水平在不斷的提高，人們對住房條件的要求越來越高，由此木結(jié)構(gòu)房屋越來越得到重視。在某些大城市中，這種住房建構(gòu)得到了快速發(fā)展，特別是國外大量的先進的木結(jié)構(gòu)房屋建造技術(shù)的引進以及很多開發(fā)商對這一領域的重視，使得建造木結(jié)構(gòu)房屋逐漸成為一個熱門的話題。從其發(fā)展趨勢來看，我國的市場容量非常大，因此這種結(jié)構(gòu)的房屋具有很大的發(fā)展空間。

1我國生態(tài)建筑發(fā)展現(xiàn)狀

據(jù)《中國林業(yè)“九五”計劃和2010年遠景目標綱要》數(shù)據(jù)分析顯示，目前以及今后的一個時期內(nèi)，森林公園建設和特色旅游將成為發(fā)展重點。據(jù)國家旅游局的統(tǒng)計：“我國1996年已建成的森林公園有313處；至1997年底，全國已建立932個各種類型的自然保護區(qū)；到2010年，我國森林公園將發(fā)展到2000處”[1]。由此可見，在未來的一段時間內(nèi)國內(nèi)的生態(tài)旅游市場具有很大的發(fā)展?jié)摿Γ渲幸豁椇苡邪l(fā)展前景的項目就是發(fā)展森林生態(tài)旅游業(yè)，這位木結(jié)構(gòu)房屋的發(fā)展提供了很好的條件。

然而從目前傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)的建筑來看，其耗費材料數(shù)量大，而且要求的材料數(shù)量多，對環(huán)境造成很大的影響，根據(jù)相關研究資料顯示，傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)的建筑對環(huán)境的影響有：“消耗能源50%，消耗原材料40%，消耗破壞臭氧層的化學原料50%，占農(nóng)業(yè)用地損失80%，消耗水資源50%”[2]。

從國家頒布的一系列保證生態(tài)住房建筑技術(shù)的法律法規(guī)來看，可以看出我國主要是從能源節(jié)約和資源耗費方面對生態(tài)建筑展開研究的。建設部1986年頒發(fā)的《民用建筑節(jié)能設計標準》有這么一項要求：在1980年到1981年這一年內(nèi)，建筑使用耗能節(jié)約應當占當?shù)赝ㄓ迷O計用能的30%，其中建筑采暖節(jié)能10%，建筑建設節(jié)能20%；建設部1996 年又頒發(fā)第二階段建筑節(jié)能標準，其要求實現(xiàn)50%的節(jié)能標準。建設部1993年頒布《旅游旅館建筑熱工與空氣調(diào)節(jié),節(jié)能設計標準》。這些標準要求建筑使用材料應該采用多種的節(jié)能建筑材料，而木結(jié)構(gòu)房屋正符合了這一要求，以促進生態(tài)建筑的推廣和發(fā)展。

同時，從環(huán)保角度來看，目前，國家強令要求不能在自然保護區(qū)內(nèi)大興土木，這限制了傳統(tǒng)鋼筋混凝土建筑材料的使用，但是卻給木結(jié)構(gòu)房屋的推行和發(fā)展提供了有利的條件。因此，森林公園和森林生態(tài)保護區(qū)的建立給木結(jié)構(gòu)房屋的發(fā)展提供了很大的發(fā)展前景。

2木結(jié)構(gòu)房屋的發(fā)展趨勢

木結(jié)構(gòu)房屋具有很多優(yōu)點，比如：房屋與環(huán)境能很好的融合；居住舒適；構(gòu)建美觀；組裝方便，成本低，施工期短等特點。現(xiàn)代木結(jié)構(gòu)房屋與傳統(tǒng)的木房結(jié)構(gòu)不同，現(xiàn)代木結(jié)構(gòu)房屋已經(jīng)形成了一個產(chǎn)業(yè)化的服務，其構(gòu)建都能由工廠直接產(chǎn)生出來，所以建筑構(gòu)件標準比較統(tǒng)一，因此這種房屋的建筑構(gòu)件和連接件也具有統(tǒng)一的標準，所以，施工方便簡單，構(gòu)建安裝速度要比混凝土結(jié)構(gòu)房屋的建筑快，而且容易實現(xiàn)，并且其經(jīng)濟效益非常的可觀。

現(xiàn)代的住宅建設理念要求在建設房屋時更加關注人居環(huán)境的循環(huán)系統(tǒng)，注重個人需求的同時也注重環(huán)保節(jié)能的狀況，同時也非常注重傳統(tǒng)設計方法和現(xiàn)代先進技術(shù)的更好融合。因此，木結(jié)構(gòu)房屋的很多特點如結(jié)構(gòu)造型美觀、個性化、建筑材料環(huán)保等，都體現(xiàn)了現(xiàn)代的建筑理念的要求。

在我國，房地產(chǎn)產(chǎn)業(yè)是我國經(jīng)濟的支柱性產(chǎn)業(yè)。據(jù)“中國別墅網(wǎng)”報道：“到2005年低，我國建筑業(yè)的總產(chǎn)值將達到26700億元，年平均增長率達7.5%，占國民生產(chǎn)總值的6.7%”[3]。目前，全世界范圍內(nèi)都在提倡可持續(xù)發(fā)展，這樣的一個發(fā)展戰(zhàn)略要求房地產(chǎn)產(chǎn)業(yè)應該合理的利用資源的同時又要保護資源。而木結(jié)構(gòu)房屋正體現(xiàn)了這樣的一種價值理念，這將給我國的木結(jié)構(gòu)發(fā)展提供一個很好的發(fā)展空間。

3木結(jié)構(gòu)房屋的特點

3.1與環(huán)境協(xié)調(diào)

與環(huán)境協(xié)調(diào)主要是從住房建筑材料的能源消耗最少以及對周圍的生態(tài)環(huán)境影響非常小、材料的回收利用率高、可降解等角度來考慮的?，F(xiàn)在人們越來越重視綠色建材在房屋建造中的使用，尤其是ISO14000體系的建立與實行，綠色的理念被運用到了很多不同的層面上，這個體系要求人與環(huán)境要融合、協(xié)調(diào)發(fā)展。其中木制材料的使用更是綠色環(huán)保的建筑體系的重要體現(xiàn)，木質(zhì)材料的以下特征便體現(xiàn)了房屋與環(huán)境協(xié)調(diào)與融合的性質(zhì)。

（1）木質(zhì)材料需要的生產(chǎn)能耗少，體現(xiàn)了節(jié)能理念；（2）生產(chǎn)木質(zhì)材料對環(huán)境造成較小的污染；（3）木質(zhì)材料所使用的原材料是可再生資源（4）木質(zhì)材料如果能進行合理的開發(fā)利用造成的資源浪費非常少；（5）解體的廢材或建筑年壽到期后所產(chǎn)生的廢材可回收利用，對環(huán)境造成很小的污染；（6）不會影響使用者的健康。

篇9

關鍵詞：土坯房；主拉應力；層間位移；抗震措施；寧洱64級地震

中圖分類號：P31592文獻標識碼：A文章編號：1000-0666（2012）02-0276-06

0引言

我國是世界上遭受地震災害最嚴重的國家之一。1949年以來，我國因地震死亡的人數(shù)占全國各種自然災害死亡人數(shù)的一半。地震后，房屋倒塌引起的損失是最嚴重的（何超，羅奇峰，2010）。對于云南高烈度地震區(qū)，地震活動的頻度和強度都比較大，每次地震都會有很多房屋受損或遭受破壞（楊向東，安曉文，2001），遭受破壞最嚴重的是農(nóng)村建筑。農(nóng)村建筑主要是指農(nóng)民的自建房，由于農(nóng)村經(jīng)濟條件較落后，農(nóng)民缺乏抗震相關的建筑知識，一般不按照國家的規(guī)范進行建設和管理，造成此類房屋的綜合抗震能力低。為了減小地震災害，高惠瑛等（2010），陳偉等（2005），曾耀輝（2010）研究農(nóng)村建筑的綜合抗震能力，建議采取相應措施提高其抗震性能。

云南農(nóng)村未經(jīng)抗震設防的農(nóng)村建筑所占比例很大（盧永坤等，2007）。甚至還有一部分農(nóng)村房屋為土坯房，修建時基本沒有考慮抗震設防，構(gòu)造措施不合理，抗震能力較弱①。大部分房屋的生土墻體無抗震拉結(jié)措施，墻體的整體性很差。因此土坯墻承重的房屋抗震能力較差（郭陽照等，2006；王俊特，2009）。

2007年6月3日5時34分，云南省普洱市寧洱縣發(fā)生了64級強烈地震。震中位于寧洱鎮(zhèn)新平小河村（344°N、1011°E），震源深度5 km，震中烈度達Ⅷ度。

寧洱64級地震波及寧洱縣城及全縣各鄉(xiāng)（鎮(zhèn)），給當?shù)厝嗣裨斐珊艽蟮慕?jīng)濟財產(chǎn)損失，受災人數(shù)達18萬，農(nóng)村民房倒塌也比較嚴重。

通過調(diào)查發(fā)現(xiàn)：地震造成的破壞比較嚴重的有寧洱鎮(zhèn)新平小河村、寧洱鎮(zhèn)太平寨、寧洱縣新民街等。其中，農(nóng)村土木結(jié)構(gòu)房屋破壞最嚴重。

1土坯結(jié)構(gòu)特點及破壞情況[*3]11土坯結(jié)構(gòu)特點生土墻體承重型房屋一般呈硬山擱檁型，即全部墻體用土坯或夯土建成，前面留有門窗，墻厚04～08 m，墻頂上擱檁，檁上鋪椽建頂（大多為“人”字頂），房間高35～40 m，深60～80 m，寬30～35 m。

據(jù)調(diào)查，這種結(jié)構(gòu)的墻體有以下3種形式：① 直接用生土夯實；② 在土中加一些稻草，然后夯實；③ 將生土和稻草混合后，用一定的模具將泥巴做成土坯砌塊，然后像普通磚砌體一樣進行砌筑，粘結(jié)材料為泥漿。這三種墻體，其厚度為都在400～800 mm之間。

該類房屋建筑層數(shù)一般在兩層（包括兩層）以下，多為毛石或獨立石基礎，少數(shù)在開挖的溝中砌筑一定高度的土坯然后再夯實墻體。

12土坯房屋破壞情況

寧洱鎮(zhèn)新平小河村地處震源區(qū)內(nèi)，地基較軟，地下水位較高，地基面以下1 m就有地下水，地基下沉。在現(xiàn)場調(diào)查中發(fā)現(xiàn)地裂現(xiàn)象也比較普遍。

該村房屋的破壞情況主要表現(xiàn)為震后少數(shù)房屋倒塌、傾斜或墻體局部倒塌，多數(shù)房屋墻體變形、開裂、錯位，普遍棱瓦、掉瓦。

土坯房中的墻抬梁結(jié)構(gòu)房屋，墻體倒塌；磚木結(jié)構(gòu)梁下墻體開裂。

寧洱縣新民街：帶有木圈梁、木柱較高的單層土坯房破壞嚴重，墻體出現(xiàn)攔腰裂縫。

在寧洱鎮(zhèn)太平寨，單層土坯房破壞嚴重。從現(xiàn)場土坯房破壞情況可以看出：山墻尖部分容易發(fā)生裂縫。另外在墻基部位也容易發(fā)生裂縫，圖1為此次地震土坯墻承重結(jié)構(gòu)破壞圖。圖1寧洱64級地震土坯墻承重結(jié)構(gòu)破壞圖

Fig1Loadbearing structure damage of adobe

wall in Ninger MS64 earthquake房屋破壞現(xiàn)象為墻體出現(xiàn)墻體分塊，整體性差，也有水平裂縫，階梯型裂縫。

地震研究35卷第2期肖梅玲等：云南農(nóng)村土木結(jié)構(gòu)房屋有限元抗震分析2計算模型及參數(shù)

對于寧洱地區(qū)典型的土坯墻承重房屋，按照不同墻厚及檐口高的房屋分別輸入了超越概率為63%（眾值烈度）及超越概率為3%（大震）的地震波，用SAP2000進行了有限元抗震計算。墻體用殼單元模擬，與地面接觸的約束取為固定端。

21計算參數(shù)

土坯干容重γ=165 kN/m3，彈性模量根據(jù)不同土坯標號是不同的，對應的彈性模量200R，R為土坯的抗壓強度。本文中取土坯標號為25，砌筑泥漿標號為10，其對應R為105 kN/m2，因此對應的彈性模量E為2×107 kN/m2。

荷載計算：屋面均布荷載（考慮民房的槽瓦及檁條自重）為14 kN/m2，活荷載為03 kN/m2；根據(jù)民房實際情況，在28 m處（墻高較高時在3 m處）考慮了樓面荷載，樓面均布荷載為3 kN/m2，活荷載為14 kN/m2。

在建筑抗震設計規(guī)范中，一般建筑的設計基準期（設計使用期）為50年，采用了三水準設防標準，相應的超越概率分別為63%、10%、3%。根據(jù)寧洱地震現(xiàn)場調(diào)查的情況，場地類別有3類。因此假定民房的使用期為50年，分別進行了小震—強度驗算和大震—抗倒塌驗算，依次輸入3類場地超越概率為63%、3%的地震波，地震波數(shù)據(jù)點數(shù)1 024。因普洱地區(qū)的基本設防烈度為Ⅶ度，超越概率為63%和3%的地震波分別對應的烈度為55度和8度。

22破壞程度判別標準

篇10

關鍵詞：園林工程；古建筑；木結(jié)構(gòu)；保護

中圖分類號：TU986文獻標識碼： A 文章編號：

一、現(xiàn)代園林具有重要的作用。

（1）滯塵降塵作用。綠化植物枝繁葉茂對煙塵和粉塵有明顯的阻擋、吸附、過濾的作用，特別是葉面粗糙帶有分泌物的葉片和枝條，很容易吸附空氣中的塵埃，經(jīng)過雨水沖刷又能恢復吸滯能力。高大喬木枝繁葉茂，總?cè)~面積大、粗糙，滯塵能力最強。

（2）降低噪音。噪音是一種環(huán)境污染，直接影響居民的身心健康。植物可以降低噪音，當噪音投射到樹葉枝條上時，能被反射到各個方向，使聲波發(fā)生偏轉(zhuǎn)和折射，從而減弱聲能。

（3）調(diào)節(jié)和改善城市氣候。隨著家用電器和汽車等燃油交通工具的增多，加上高層建筑物的競相出現(xiàn)，現(xiàn)代城市的熱島效應越來越明顯。就北京來看，其夏季的城區(qū)平均氣溫比郊區(qū)高出4℃左右。眾所周知，園林植物的葉片表面的蒸騰作用可以改善氣溫，研究表明，一個城市若綠化覆蓋率達到40~50％時，該城市夏季的摘要：城市化進程伴隨著社會經(jīng)濟科技發(fā)展影響也越來越快，人們賴以生存的生態(tài)環(huán)境和經(jīng)濟發(fā)展之間的問題比較突出，提高環(huán)境質(zhì)量的呼聲不絕于耳，現(xiàn)代園林作為影響城市生態(tài)居住環(huán)境的一個主要因素，在提高人們生活質(zhì)量，改善環(huán)境質(zhì)量等方面是任何其他因素無法比擬的。這些年來現(xiàn)代園林景觀的建設正在繁榮發(fā)展。

（4）其中木結(jié)構(gòu)占有極其大的比重，在現(xiàn)代園林中的保護至關重要。園林植物的核心和主體就是木結(jié)構(gòu)，發(fā)展越快，出現(xiàn)的問題就會越多。如果保護技術(shù)不夠完善，那么對現(xiàn)代園林的消極影響是極其巨大的。

二、古建筑木結(jié)構(gòu)維修技術(shù)在現(xiàn)代園林工程中的應用

1.木結(jié)構(gòu)損壞構(gòu)件的維修

輕微腐朽（蟲蝕）構(gòu)件的處理：對油漆脫落、輕微腐朽（蟲蝕）構(gòu)件，先將構(gòu)件表面原油漆鏟掉、對腐朽部分根據(jù)腐朽程度采用削除或砂紙砂除，基層清理干凈后，再批膩子，用噴霧器將桐油噴涂6遍（一般2-3遍，考慮到該木構(gòu)件臨水易腐，且噴淋法藥液損失大，增加到6 遍，局部再人工涂刷）。每遍噴涂后均用塑料薄膜覆蓋，避免藥液蒸發(fā)，每次噴涂均要待木構(gòu)件表面稍干后進行，最后刷本色樹脂清漆4遍。

中度腐朽（蟲蝕）構(gòu)件的處理：一般較輕的按輕微腐朽（蟲蝕）構(gòu)件處理，較嚴重的采用挖補法和包鑲法。挖補法是先將腐朽部分剔除干凈，剔除成規(guī)則的幾何形狀，將洞內(nèi)木屑雜物清理干凈，用防腐劑涂刷4 遍，每次涂刷均要待木構(gòu)件表面稍干后才能進行，再制作一塊與挖除形狀吻合的木塊，用防腐劑處理后用膠黏結(jié)或用釘釘牢。包鑲法一般用于構(gòu)件周圍全部腐朽，而深度不超過構(gòu)件直徑的1/4 時。包鑲法先將腐朽部分沿構(gòu)件周邊截一鋸口，剔除腐朽部分，再將周圍貼補新材料，剔除腐朽部分后的槽口和嵌補的新木料均應做防腐處理。嵌補木塊較短時，可以膠黏或釘牢，較長時需加鐵箍1-2 道，箍的寬窄、厚薄根據(jù)具體情況決定，鐵箍要嵌入構(gòu)件內(nèi)，以便油飾。

重度腐朽（蟲蝕）構(gòu)件的處理：此類構(gòu)件，一般均予以更換，對于白蟻危害的心腐構(gòu)件，如果確有必要，可參照古建筑木結(jié)構(gòu)維修技術(shù)采用高分子材料進行澆鑄加固。先在構(gòu)件的受損部位鋸開約10CM 的槽口，將鋸下的木條保留，待內(nèi)部處理完畢后貼回原處。將構(gòu)件內(nèi)部所有朽爛木或蛀屑清理干凈，用環(huán)氧樹脂將木條貼回，并用環(huán)氧膩子封堵貼縫及構(gòu)件上的裂縫、孔眼。澆注部位上端開澆筑孔，間隔1M，分段澆注，灌入高分子材料，每次約4KG,并間隔半小時，直至灌滿為止。

三、古建筑木結(jié)構(gòu)防護技術(shù)在現(xiàn)代園林工程中的應用

木材是生物材料，所以它在潮濕的環(huán)境中，特別是在室外的環(huán)境中，極易受到有害生物的侵襲（腐朽、蟲蛀等）。同時，一些非生物因素（物力、化學等）也以不利于方式影響著木材，使其發(fā)生變化。由于有一期園林工程木結(jié)構(gòu)損壞的前車之鑒，二期園林工程施工時加強了這方面的預防工作。具體如下：

1.木結(jié)構(gòu)防腐

木材防腐的歷史可以追溯到約公元四世紀，晉朝葛洪《抱樸子》內(nèi)篇“銅青涂木，入水不腐”，說明當時已經(jīng)把銅的氧化物用于木材防腐?，F(xiàn)階段我國的森林資源已日趨匱乏，許多古建筑木結(jié)構(gòu)所用的防腐樹種已無從尋覓，2006 年公布的第六次全國森林資源清查結(jié)果顯示，全國森林覆蓋率為18.21%，人均森林占有面積僅0.08 公頃，在全球排名134 位。所以將木材進行化學防腐已是大勢所趨，木材的化學防腐就是用有毒藥劑（防腐劑）處理木材、殺死危害木材的各種生物或阻止其生長。防腐劑分為無機和有機兩大類，無機藥劑主要是一些水溶性的鹽類，有機藥劑又可分為油類和油溶性藥劑兩類。1957 年我國第一個木材防腐廠在武漢創(chuàng)辦，時至今日，從事木材防腐的廠家已有一兩百家，雖然具體的木材防腐技術(shù)有很多種，但具體到現(xiàn)場施工由于工期和現(xiàn)場條件的限制，已沒有必要也不可能自己進行處理，材料采購時完全可以直接購買專業(yè)廠家已處理過的防腐木材，現(xiàn)場加工時再對鋸切部位補刷桐油，釘接處均采用不銹鋼釘，并在釘眼處填嵌膩子和補刷桐油。木柱除采用了支撐在混凝土柱礎上以隔斷潮氣上升的設計措施外，還在柱底開了十字槽口，以利通風和多余水分外滲。防腐劑要求廠家選用不影響油漆、可用于室外的材料，如銅鉻硼（CCB）、氨溶砷酸銅（ACA）等。

2.木結(jié)構(gòu)的防蟲

木材防蟲的歷史可以追溯到約公元前500 年，孔子指出樹木只有適時砍伐，才能很好的避免蟲害，這和今天木材最好在冬天采伐的理念不謀而合。一般防腐木因為經(jīng)有毒藥劑處理過均有防蟲功能，為保險起見，在與木結(jié)構(gòu)接觸的地面又加做毒土處理措施，即將高濃度殺蟲藥劑噴灑在土壤中，與地基一起夯實，以隔斷地下白蟻的來路。

3.木結(jié)構(gòu)防火

房屋木結(jié)構(gòu)，首先要從構(gòu)造上避免與高溫、高熱部位接觸，必要時對木構(gòu)件進行藥劑處理，變易燃體為難燃體。

4.木結(jié)構(gòu)防開裂

木材防開裂的歷史最早，可以追溯到幾千年前燧人氏的鉆木取火，因為鉆木取火必然是在干燥的木材上進行。木材的開裂與木材的含水率有著密切的關系，木材的含水率是木材的一項重要的物理性質(zhì)，對木材的防腐、防蟲都有重要的影響。一般南方氣干材的含水率為17%-18%，北方氣干材的含水率為12%-13%。為防止木材開裂，要求廠家提供存放了2-3 年的木材，使表面含水率能夠降至25%以下，或提供其他方法處理過含水率能夠滿足要求的木材。

四、總結(jié)

綜上所述，古建筑木構(gòu)件的保護技術(shù)并不是每一項都適合現(xiàn)代園林工程，具體選用時要根據(jù)現(xiàn)場情況、多方案經(jīng)濟比較加以選擇，但是總體說來，用古建筑木結(jié)構(gòu)保護技術(shù)來處理現(xiàn)代園林工程的木結(jié)構(gòu)，是牛刀殺雞、綽綽有余的?，F(xiàn)代園林的發(fā)展離不開木結(jié)構(gòu)的保護，進一步的完善保護的技術(shù)，有著深遠的意義。

參考文獻：