浅谈现代木结构建筑及其在中国的发展状况毕业论文

网络高等教育本科生毕业论文（设计）
题目：浅谈现代木结构建筑及其在中国的发展状况
学习中心：美国学习中心
层次：专科起点本科
专业：土木工程
年级：2014年春季
学号：
学生：messi
指导教师：
完成日期：
由于现代木结构建筑具有节能环保、舒适健康、美观自然等多优点，一直为人们所喜爱。

木结构建筑有着施工简单、设计灵活多变、保温隔热性能良、防潮防虫性优、抗震性强等诸多优点。

木材是全世界公认的环保建材。

本文通过对木结构建筑在国外发展现状的分析对比，指出制约当前中国木结构建筑发展的问题所在，分析了市场需求和发展木结构建筑的必要性，提出了通过转变思想观念、大力发展人工林、加快行业技术进步、加大政策扶持力度等发展木结构建筑的对策措施，预测了我国木结构建筑必将迎来美好的发展前景。

关键词：木结构建筑；各类木材；国外木结构建筑发展和历史：对策措施发展前景。

容摘要 (I)
引言 (1)
1 现代木结构建筑的种类和用材 (2)
1.1 现代木结构建筑的种类 (2)
1.1.1 普通木结构 (2)
1.1.2 胶合木结构 (3)
1.1.3 轻型木结构 (5)
1.2 现代木结构建筑的用材 (9)
1.2.1 原木、锯材（木、板材、规格材） (10)
1.2.2 胶合材 (18)
2 木结构建筑的特点 (23)
2.1 抗震耐久、防虫防潮 .................................... 错误!未定义书签。

2.2 设计灵活，使用率高 .................................... 错误!未定义书签。

2.3 环保节能，保温隔音 .................................... 错误!未定义书签。

2.4 冬暖夏凉，采光性好、外观美雅，自然亲和 ......... 错误!未定义书签。

2.5 施工期短.................................................. 错误!未定义书签。

3 现代木结构建筑在中国的发展状况及原因分析 (26)
3.1 现代木结构建筑在中国的发展状况 (26)
3.1.1中国发展现代木结构建筑现状 .................... 错误!未定义书签。

3.1.2木结构建筑类型本土化、多样化、现代化....... 错误!未定义书签。

3.1.3接受人群层次、围不断扩大 ....................... 错误!未定义书签。

3.2 影响现代木结构建筑在中国发展的因素............... 错误!未定义书签。

3.2.1 房地产市场因素 .................................. 错误!未定义书签。

3.2.2 原材料资源因素 .................................. 错误!未定义书签。

3.2.3 技术因素........................................... 错误!未定义书签。

3.2.4木结构建筑环境学特性 ............................ 错误!未定义书签。

3.2.5 建筑及运行成本 .................................. 错误!未定义书签。

3.2.6 社会文化因素....................................... 错误!未定义书签。

4 中国现代木结构建筑发展展望 (30)
4.1木结构建筑的应用领域.................................... 错误!未定义书签。

4.2设计人才尚属行业短板.................................... 错误!未定义书签。

5 结语 (32)
参考文献 (33)
引言
木结构建筑在我国的发展历史悠久，余河姆渡新器时代遗址发现的干阑式——木桩木板木柱梁结构是我国最早采用榫卯技术建筑的木结构房屋。

我国木结构建筑发展到唐代趋于成熟，进入宋元明清时期更系统的确定了官式木构建筑做法。

木结构其灵活的建造风格、合理的布局、适宜的建筑体量以及精巧的装修在世界享有盛誉
建国初期，建设速度较快，木材由于具有易于就地取材和加工便捷的特点，在房屋建筑中占有相当比重。

到20世界80年代，我国由于林业资源短缺的缘故，而当时又因无法从国际市场购进木材，以致木结构在中国的应用一度中断。

近年来，随着国外木结构住宅进入中国市场，以及国木结构建筑相关规的出台，我国木结构建筑的研究和应用开始复。

但我国目前发展的木结构建筑大多采用国外成熟木结构建筑，是具有北美风格的建筑体系。

1 现代木结构建筑的种类和用材
木材是人类早期认识并使用较早的建筑材料之一。

木结构建筑是指单纯由木材或主要由木材承受荷载的建筑。

现代木结构建筑与古代木结构建筑有着本质的不同。

现代木结构建筑是指以各种木质人造板材或者经过处理的原木、锯木为建筑的结构材料，以木质或其他建材为填充材，并以木构件或钢构件为连接材料建造的房屋。

这些经过加工、处理的再生木质人造板材直接代替天然原木使用，其结构性能以及防腐、防火性能却远高于天然原木。

木结构建筑在中国建筑中占有很重要的地位，木结构是中国古代建筑的精华，没有木结构就没有中国古代建筑的辉煌。

我们现在看到的多年前的宫殿、庙宇、楼亭，还有我们现在看到的塔等等，都是采用木材制作梁、架、柱等构件，并用榫卯结合建成的。

其灵活的风格、合理的布局、适宜的建筑体量以及精巧的装修在世界享有盛誉，成为5个最古老的建筑体系之一。

很多都从中国借鉴木结构的工艺，可以说中国的木结构建筑曾经引领风骚长达数百年之久。

1.1 现代木结构建筑的种类
根据标准建筑规，按照木构件的大小轻重，木结构建筑可以分为3种类型:轻型木框架建筑，普通木框架建筑，重型木结构建筑。

重型木结构建筑包括胶合木结构、原木结构等。

现代木结构主要采用普通木结构、胶合木结构和轻型木结构。

1.1.1 普通木结构
普通木结构指承重构件采用木或原木制作的单层或多层木结构。

为了保证木结构的正常工作和延长结构的使用寿命和收到良好的技术经济效果，普通木结构设计应符合下列规定：
1、应该通风和防潮，避免木材腐朽和虫蛀。

2、木屋盖采用外排水为佳，若必须采用排水时，不宜采用木制天沟。

3、尽量地减少构件截面的用料，以符合机器化生产的要求。

4、木结构特别是钢木桁架应在运输和安装过程中的保证强度、刚度和稳定性，如确实有必要时在应在图纸中提出。

5、木材宜用于结构的受压或受弯构件，对于在干燥过程中易翘裂的树种木材（如落叶松、松等），当用作桁架时，宜采用钢下弦；若采用木下弦，对于原木，其跨度不应大于15m，对于木不宜大于12m，且应采取有效防止开裂危害的措施。

6、在震区建筑木结构，在构造上构件之间、结构与支承物之间的连接必须加强，尤其是刚度差别较大的两部分或两个构件（如桁架与柱、檩条与桁架、木柱与基础等）之间的连接必须安全稳定。

7、在有可能造成风灾的台风地区和山区风口地，木结构的设计，应采取有效措施，以加强建筑物的抗大风能力。

尽量减小天窗的高度和跨度；采用短出檐或封闭出檐；瓦面（特别在檐口处）宜加压砖或座灰；山墙采用硬山；檩条与桁架（或山墙）、桁架与墙（或柱）、门窗框与墙体等的连接均应采取稳定锚固措施。

8、杆系结构中的木构件，当有不对称削弱时，其净截面面积不应小于构件毛截面面积的60%：当有对称削弱时，其净截面面积应大于构件毛截面面积的50%。

在受弯构件的受拉边，不应打或者开设缺口。

9、桁架的圆钢下弦、三角形桁架跨中竖向刚拉杆、受振动荷载影响的刚拉杆以及直径等于或大约20mm的刚拉杆和拉力螺栓，都必须采用双螺帽。

10、在房屋或构筑物建成后，应对木结构进行检查和维护。

对于用湿材或新利用树种木材制作的木结构，必须加强使用前和使用后的第二年检查和维护工作。

1.1.2胶合木结构
胶合木结构是指采用胶粘式将木料或木料与胶合板拼接成尺寸与形状符合要求而又具有整体木材效能的构件和结构。

（一）、胶合木结构具有以下技术上和经济上的优点
胶合木结构随着建筑设计、生产工艺及施工手段等技术水平的不断发展和提高，其适用围也越来越大，采用胶合木结构的建筑工程也越来越受人们的喜爱。

1．能利用较短较薄的木材，组成几十米或上百米的大跨度构件，制做成各种不同的外形，构件截面也可制做成矩形、工字形、箱形等较合理的形状。

解决了受天然原木尺寸的限制，可以灵活地设计建筑平面和外形，从而扩大了木结构的应用围。

2．可以剔除木材中木节、裂缝等缺陷，以提高材料强度。

也能根据构件受力情况，进行合理级配，量材使用，将不同等级的木材用于构件不同的应力部位，以达到提高木材的使用率和劣材优用的目的。

3．由于制作胶合木构件所用的木板易于干燥，当干燥后的木板含水率小
于15%时，制成的胶合木构件一般无干裂、扭曲等缺陷。

4．可以减少原木、木结构构件在连接处的削弱，且连接点少，所用连接铁件较
少，整体刚度好。

5．经防火设计和防火处理的大截面胶合木构件，具有可靠的耐火性。

6．隔音性能好，能大量减少使用期和施工期对围环境产生的噪音影响。

7．保温性能好，能防止构件的冷桥和热桥。

8．具有的天然木质纹理效果，在建筑中体现的美学效果经久不衰。

9．可以工业化生产，提高生产效率，尺寸能满足较高的精度，可减少现场工作量，便于保证构件的产品质量。

10．构件自重轻，有利于运输、装卸和现场安装，并能减少整个建筑物基础部分的费用。

11．构件在制作过程中耗能低，节约能源。

胶合木是利用天然材料，不污染环境，能使用在自然环境中，并能十分协调地融合在建筑环境中，可以不用其他材料再装饰而减少装饰费用。

胶合木构件也能抵抗环境的腐蚀，特别适用于游泳场馆，不怕水蒸气中氯对构件的腐蚀。

（二）胶合木结构的结构形式
1．直线梁、单坡和双坡变截面梁：适用于跨度30m 以下的简支梁或多跨连续梁。

2．斜坡弓形梁：适用于20m 以下的跨度，顶部坡度应小于10°，并且，底部弯曲应尽可能浅。

3．钢木桁架：适用于75m 以下的跨度，受拉杆为高强度钢拉杆，受压杆为胶合木构件。

4．两铰和三铰拱：通常适用于60m 以下的跨度，在欧洲已建成超过100m 的实例。

水平力由拉杆或承台承担，而由风荷载产生的吸力是设计时应考虑的主要问题。

5．弧形加腋门架：适用于50m 以下的跨度。

为了避免屋脊过大的挠度，顶部斜面坡度应大于14°。

当斜面坡度较小时，应在拱腰处加设一个调整腋，以减少胶合木结构较高的造价。

6．指接门架：适用于24m 以下的跨度，顶部斜面坡度应大于14°。

在门架转角接口处，采用特殊的指接技术。

除以上的结构形式外，还采用了折板、薄壳及空间木桁架结构等。

随着工业生产水平的提高和设计计算技术的发展，更为新颖复杂的胶合木结构正出现在各种不同类型的现代建筑中。

符合上述条件制作的胶合木构件，可视为整体木构件进行计算。

但由于胶合木构件可制作成任意的截面形式和高度。

因此,在计算中，尚应考虑上述因素的影响,以保证胶合木结构的必要刚度和侧向稳定性。

1.1.3 轻型木结构
轻型木结构建筑主要是由木构架墙、木楼盖和木屋盖系统构成的结构体系，该结构体系是由各种木产品建造而成的，承担并传递作用于结构上的各类荷载。

这些木产品主要包括那些用来建造结构框架的规格材（实心木）或工程木产品（再造木），以及用于覆盖在框架上作为覆面板之用的板材，如针叶木胶合板和定向木片板等。

当采用轻型木结构时，应满足当地自然环境和使用环境对建筑物的要求，并应采取可靠措施，防止木构件腐蚀或被虫蛀。

确保结构达到预期的设计使用年限。

轻型木结构的平面布置宜规则，质量和刚度变化宜均匀。

所有构件之间应有可靠的连接和必要的锚固、支撑，保证结构的承载力、刚度和良好的整体性。

GB 50206-2002 《木结构工程施工质量验收规》 2.0.7 轻型木结构wood-framle construction 将木基结构板材与间距不大于600mm 侧立的规格材楼盖和屋盖，并组成框架式结构，用于1～3 层房屋。

目前，轻型木结构在世界上不少地区的住宅以及商业和工业项目中获得了广泛地应用。

只在北美，约有85%的多层住宅和95% 的低层住宅采用轻型木结构体系。

轻型木结构建筑有平台式和连续墙骨柱式两种基本结构形式。

平台式轻型木结构由于结构简单和容易建造而被广泛使用，其主要优点是楼盖和墙体分开建造轻型木结构体系，是在框架外根据受力需要，将小截面构件按一定的间距等距离平行排列形成框架，然后，包上结构面板，使之建筑物的墙体，楼盖和屋盖等基本构件。

整个结构结构就是由这些墙体，楼盖和屋盖构成的箱形建筑体系。

作为一种高次超静定的结构体系，轻型木结构的结构强度通过主要结构构件（框架）和次要结构构件（墙面板，楼面板和屋面板）的共同作用得以形成。

具体地说，是指用规格材及木基结构板材或膏板制作的木构架墙体、楼板和屋盖系统构成的单层或者多层建筑结构。

轻型木结构建筑一层楼板为木楼板或混凝土楼板，以一层楼板为平台建造一层墙体的基础通常为混凝土基础，并以此类推。

轻型木结构建筑在屋盖和墙体空间填充保温材料以达到良好的保温效果。

屋面和墙面铺设防水材料以满足防潮、防水的要求。

轻型木结构建筑外墙外侧面可选用涂料、挂板、
贴砖等多种外饰面材料，室墙板采用膏板以满足防火要求。

，因此已经建造好的楼盖可以作为上部墙体施工的工作平台。

通常墙体中的木构架可以在工作平台上拼装，然后人工抬起就位。

轻型木结构建筑中的结构构件也可以在工厂加工，如组成屋盖框架的桁架及墙体。

通过工厂将木材料切割组装，然后整体运往工地现场安装，这样既可以节约时间，又有助于提高建造质量。

当使用轻型木结构时，应满足本地自然环境和使用环境对建筑物的基本要求，应采取可靠措施，防止木构件腐烂或被虫蛀，确保结构达到预期的设计使用年限。

噪声控制是多层轻型木结构必须考虑的一大要点，而现有技术能大幅度减少声音在墙体和楼板之间的传播。

轻型木结构的平面布置宜规则，刚度和质量变化宜均匀。

所有构件之间应有可靠的连接和必要的锚固、支撑，保证结构的承载力、刚度及良好的整体性。

从古至今，轻型木结构分成两种，即平台框架式和全高框架式两种全高框架式轻型木结构主要用在20 世纪的早期，墙体框架构件在两层楼高围沿竖向连续。

按照标准的建筑法，采用相同的隔热措施，木框架住房的隔热效果比砖墙住房高三倍。

所以，木框架住房的取暖费用较低，具有冬暖夏凉的优点。

轻型木结构建筑的这种性能能鼓励人们充分利用住房的空间，因为整个住房的温度是均匀的。

轻型木结构功能多样性
轻型框架是一种既有功能性又有多样性的建筑法。

轻型框架结构可以理解为屋顶、楼板和墙壁平面，其具有以下功能：
结构: 墙壁可以被设计成承重墙，以便将垂直荷载转移至地基。

也可以将墙壁设计成剪力墙以抵抗来自风及地震荷载的侧向力，此两种力与墙壁向既垂直又平行。

屋顶和楼板的设计可以承受建筑设计荷载，而且可以设计用作横隔墙，从而抵抗变形。

强度: 轻型框架良好的结构性能归功于两个主要因素：荷载分配及合成行为。

荷载分配指的是当配件压力过大时尚有可选的荷载转移通道可供使用。

合成行为指的是覆盖层和紧固件对锯木部件强度所起的作用。

结果是轻型框架具有储备强度和硬度。

外壳: 用于提供刚性的覆盖层材料同时还用作建筑物外壳、供外装修附着其上。

保温层和装修: 框架间的间距用来放置保温层，而且框架用于安装蒸汽隔层和装修。

框架结构可以预先制造。

为了加速组装速度，模块可以很容易地在室工作条件下预制、或者使用自动化用钉系统。

此外，也可以在现场进行预制工作，即人工将面板单元抬升到位、或者在需要时用起重机将其抬升到位。

框架结构可用于使用小规模建筑技艺的大型建筑物。

使用较大部件可以确保充分转移较多压力。

以此法，轻型框架结构也可以用于多商业用途。

在屋顶和楼板上使用轻型框架桁架可允大于20米(60英尺)的跨距。

通过使用预制工字型搁栅、层积木(LVL)、平行积成木(PSL)或胶合层积木可以实现长跨距。

使用现成规格材和平台结构的立柱墙可以很容易地达到5米(16英尺)高，若需定制，高度更可高达7米(23英尺)。

通过用木制工字型搁栅代替规格材墙骨，墙壁高度还可以扩大、或者在强风荷载为设计参数时可增加强度。

此外，在特别需要留出空间的情况下，框架结构还可与梁柱结构一起使用。

下图显示支撑框架墙以承受集中梁荷载的一种法。

承重框架构件
轻型木结构包括相连的有覆面板的承重木框架构件组成建筑物部分，如地板，墙体，屋顶，和特别的建筑系统，如剪力墙，隔膜板，承重墙，和永久木基础。

框架构件，以墙骨，搁栅，和椽的形式对于垂直和横向覆面板提供加固和支持，而且是主要的承重构件，传递载荷到基础。

这些构件而且从连接的覆面板上通过混合作用得到强度
框架需要轻型构件间隔300或600mm之间，而且通过这样做可以分散载荷，强度低的构件通过覆面板的紧密连接将载荷传递到载荷高的构件。

这样，全部的载荷不是由一个构件承担，而是由所有构件共同承担。

轻型木结构有多种主要的结构构件。

规格材
轻形框架木桁架
单板层积材(LVL)
预制木工字梁
平行木片胶合木(PSL)
层板胶合木
LVL，PSL和层板胶合木，虽然通常用在大尺寸的梁柱结构上，也经常用在框架结构中需要横梁的地。

对于住宅应用，大部分北美建筑规提供跨度表，可以依据来选择地板和屋顶的合适强度和缺陷的构件。

对于大的建筑，构件必须要按照木产品的设计值来设计。

一般来讲，墙骨级材是用做墙骨的(最多140mm(6英寸标定尺寸)厚)，2级材用于屋顶和地板。

对于桁架，木材的等级是由桁架生产商选择的。

高等级可以在需要额外的强度，或者构件暴露需要更好的外观时采用。

木材，窑干的或风干的，都应该在安装的时候不超过19%的含水率，在适应平衡湿度水平的时候降低尺寸改变。

达到这样的含水率一种式是要求窑干，会增加10-15%的成本，或者保证湿材有足够的时间达到与干燥的材料相同的含水率。

在任情况下，都要保护木材在建造的过程中不受潮。

覆面板和紧固件
在轻型木结构中的覆面板，发挥加固，和强化承重构件的柱和梁的作用，并构成支撑外墙板，地板和屋顶材料建筑外壳。

覆面板在通过剪力墙和侧向支撑抵抗侧向力面也发挥了关键的作用。

胶合板，定向刨花板(OSB)，和木板是很常用的框架结构的结构覆面板。

厚木板的盖板在梁柱结构中经常使用，因为梁柱结构的跨度比框架结构要宽。

胶合板和OSB覆面板，通常的尺寸是1200 x 2400mm (4' x 8')的板子，在墙体框架水平或垂直安装。

在板子间要留2mm的缝隙，考虑膨胀和防止板子弯曲。

如果水平安装，垂直连接应当交错开以提高墙的刚度。

有槽口的木板覆面板，舌榫或口应当水平，垂直，或对角线安装，所有的末端支撑，并且末端交错提高额外的刚度。

模板通常水平摆放来减少安装时间和木材浪费，因为不需要进行角度切割。

紧固件
轻型框架需要很多小的紧固件，钉子，长钉，扒钉来连接构件，和连接覆面板到框架构件上。

有很多金属紧固件，如托梁挂件，可以减少安装的时间，和提高连接的强度。

大部分轻型框架连接件用钉子来连接。

机械气钉和射钉枪降低了在需要大量钉的劳动时间。

安装楼面板时，一般板材的长度向与搁栅垂直。

板材的之间应留有拼缝，宽度大于4 mm，主要是防止潮湿引起的少量收缩膨胀。

轻型木结构建筑施工要求
1、门窗的防水处理
木结构建筑的门窗防水，往往是施工成败的关键，其做法与传统的房屋有所不同，在木结构房屋中，我们一般优先选用带有安装翼的门窗，这样在施工中防水的节点处理会更容易一些，而且效果会更佳。

2、屋盖的通风
屋盖结构易受到雨水和冷凝水的侵害，但可通过屋面结构的防水构造来保证其不受雨水的影响。

为了防止冷凝水对屋盖结构的危害，在屋盖中要设置通风口，让屋盖中的空气保持流通，使屋架空间中的潮湿空气能随着空气的流动，排出屋架，以防止空气中的水蒸汽聚集在屋架空间。

3、与基础接触的木构件
凡是与混凝土或砌体基础直接接触的木构件，都必须采用天然耐腐木材或经过加压防腐处理的木材。

4、墙体系统
良好的墙体系统对整个墙体的防水防潮起着关键性的作用。

我国沿海地区是经济相对发达的地区，木结构建筑项目相对集中在这些区域。

这些地区受海洋性气候的影响，潮湿而且时常要经受强风、大风的侵袭，因此在该地区建设轻型木
结构建筑时，要在以上提到的六层墙体围护结构基础上，在防潮建筑纸与外墙覆层之间再增加一个空腔（也称等压防水层）。

因为等压防水层空腔的气压和建筑物外部的气压相等，所以雨水不会因风压差的作用向墙渗透。

同时，少量透过外墙饰面的雨水在重力的作用下，也能沿着腔体流出建筑物外。

1.2 现代木结构建筑的用材
根据GB 50005-2003《木结构设计规》的规定，现代木结构建筑的用材根据不同的结构类型分为原木、胶合材、锯材（木、板材、规格材）。

1.2.1 原木、锯材（木、板材、规格材）
我国仍然是一个缺林少绿、生态脆弱的，森林覆盖率远低于全球31%的平均水平，人均森林面积仅为世界人均水平的1/4，人均森林蓄积只有世界人均水平的1/7，森林资源总量相对不足、质量不高、分布不均的状况仍未得到根本改变，林业发展还面临着巨大的压力和挑战。

实现2020年森林增长目标任务艰巨。

从清查结果看，森林“双增”目标前一阶段完成良好，森林蓄积增长目标已完成，森林面积增加目标已完成近六成。

但清查结果反映森林面积增速开始放缓，森林面积增量只有上次清查的60%，现有未成林造林地面积比上次清查少396万公顷，仅有650万公顷。

同时，现有宜林地质量好的仅占10%，质量差的多达54%，且2/3分布在西北、西南地区，立地条件差，造林难度越来越大、成本投入越来越高，见效也越来越慢，如期实现森林面积增长目标还要付出艰巨的努力。

守林业生态红线面临的压力巨大。

5年间，各类建设违规占用林地面积年均超过200万亩，其中约一半是有林地。

局部地区毁林开垦问题依然突出。

随着城市化、工业化进程的加速，生态建设的空间将被进一步挤压，守林业生态红线，维护生态安全底线的压力日益加大。

加强森林经营的要求非常迫切。

我国林地生产力低，森林每公顷蓄积量只有世界平均水平131立米的69%，人工林每公顷蓄积量只有52.76立米。

林木平均胸径只有13.6厘米。

龄组结构依然不合理，中幼龄林面积比例高达65%。

林分过疏、过密的面积占乔木林的36%。

林木蓄积年均枯损量增加18%，达到1.18亿立米。

进一步加大投入，加强森林经营，提高林地生产力、增加森林蓄积量、增强生态服务功能的潜力还很大。

森林有效供给与日益增长的社会需求的矛盾依然突出。

我国木材对外依存度。