木屋知识1

木结构房屋

木框架结构是北美最为流行的一种结构体系，在北美，木框架结构已经有100多年历史，在美国及加拿大的大部分地区，我们今天仍可以发现100多年前建成的民用及商用建筑。据统计，1997年美国新建单体别墅约113万8千栋，其中90%采用木结构，另外，在所建的33万8千栋多层住宅中，绝大多数也采用木结构。

近几年来，中国建筑领域大力倡导绿色环保与节能的新概念，木框架结构凭借其自身的优势得到了良好的发展，2004年初，中国建设部和国家质量监督检验检疫总局发布了木结构设计规范（GB50005-2003）为中国的木结构提供了设计上的依据。

木结构有以下优点：

•使用寿命长：据了解，已有百年历史的木屋随处可见，因为我们有一套经过长期实践总结出来的严格的建筑标准做保证。如果使用得当，木材是一种非常稳定、寿命长、耐久性强的材料。

• 施工期短：木结构房屋的施工期大约是传统房屋的1/2，传统房屋的施工期是6-10个月，而木结构施工期为3-4个月，为开发商大大地缩短了资金的回笼时间，降低了运营成本。传统房屋在完工时仅仅是毛坯房而木房结构是装饰基本完成，只需个性化点缀即可入住。

•设计风格多样化：室内布局和装饰的灵活性。木结构不仅适用种类繁多的外部建筑风格，而且在室内布局和装饰方面提供了相当程度的自由，可以充分发挥设计师的想象力和满足消费者的个性需求。

•保温隔音、节约能源：木材是很好的电绝缘体，有低传导性，另外，木结构利用夹层保温和空气屏障的原理，使得木结构具有很好的保温隔热性能，能源消耗少，大大地为消费者节省了能源费用。研究表明，150mm 厚的木结构墙体，其保温性能相当于610mm 厚的砖墙。木结构相比砖混结构节能50-70%（得房率高5-8%）, 安装在墙体和天花板上的石膏板，以及放置在楼盖和墙体内的保温材料，都能很好地减少声音的传递。

•防火达标：对于轻型木结构，采用防火石膏板作为木结构的保护层，达到1到2小时的耐火等级；对于中型木结构，可利用木材的炭化效应；木材在燃烧时，表面会形成炭化层，其低导热性能可有效阻止外部火焰向内蔓延，从而保证整个结构在短时间内不受破坏（钢结构遇火灾时钢梁会迅速升温软化掉落，导致危险后果）。

•抗震性最佳：木结构有很高的强度——重量比较轻，木结构韧性大，对于瞬间冲击荷载和周期性疲劳破坏有很强的抵抗能力，在所有结构中具有最佳的抗震性，这一点在许多大震区已得到充分证明。1995年日本神户大地震，木结构因其自身的优点，造成的危害甚微，这也是木结构在日本能得以迅猛发展的原因之一。

•防虫防蛀：现代木结构房屋通过清理现场、使用屏障系统、在与土壤接触部使用化学加压防腐处理材等措施来避免建筑免受白蚁的侵害。实验证明，经加压防腐处理的建筑材料是可以较长时间地抵御白蚁的侵蚀。

•绿色环保、居住舒适：木材是唯一可再生的建筑材料，木结构房屋在建造过程中不污染环境，木结构房屋的自然亲和力有益于居住者的健康，这是其他结构房屋无法比拟的，也是中国及世界各国大力提倡的。由于木材为绝热体，在同样厚度的条件下，木材的隔热值比标准的混凝土高16倍，比钢材高400倍，比铝材高1600倍。如果采取通常的隔热方法，木结构房的隔热效果比空心砖墙房要高3倍。所以，木结构房的取暖费用较低，冬暖夏凉，空调几乎成了摆设

木屋架按下弦所用材料分为木屋架和钢木屋架。木屋架的形式主要有三角形、梯形和多边形(见桁架)。屋架形式的选择除考虑用料是否节省外，尚应依据屋面的流水坡度。粘土平瓦、水泥平瓦或小青瓦要求较大的坡度,需选用三角形屋架;石棉水泥瓦要求的坡度较缓可选用梯形层架；卷材或铁皮屋面宜选用梯形或多边形屋架。为使木屋架在荷载长期作用下不产生明显的挠度，应在制作时预起拱度。

木屋架

用原木或方木制作的豪式桁架多用齿连接。由于齿连接只能传递压力，因此三角形屋架的斜腹杆从支座到跨中应向下倾斜；梯形屋架的斜腹杆一般应向上倾斜，但在中部节间尚应设置反向斜杆，因为在不同的荷载组合下，反向斜杆可能受压。受拉竖杆用圆钢，以便拼装时拧紧螺帽，消除节点处手工操作的偏差，并用以预起拱度。当屋架的内力较大，支座节点采用齿连接不足以传递内力时，应加强支座节点。近年来，采用齿板连接的木屋架（图1）,效果较好。

木屋架常用的跨度(l)为9～15米,按

3米间距布置屋架，节间长度取2～3米。

为了保证各种屋架的刚度,应根据所用材料、制造条件以及连接方式,确定适当的高跨比(h/l)。对于采用半干材手工制作的齿连接原木或方木屋架，三角形屋架的高跨比h/l≥1/5,梯形和多边形屋架的高跨比h/l≥1/6时，可不必验算挠度。

钢木屋架

常用的形式也是豪式桁架，仅将下弦换为钢材;也有采用芬克式桁架和沃伦式桁架。按3米布置的屋架，下弦采用圆钢比用型钢能较充分地利用钢材的强度。节间较大时，可加设吊杆，将圆钢下弦的长细比控制在1000以内，防止过度下垂。型钢下弦的刚度较大，有利于防震。

钢木屋架下弦节点常因构造需要而增加钢板，所以下弦节点越多,则不受力或受力很小的钢板增加越多;为了节约钢材，应尽量扩大节间长度，减少节点数目。若将上弦在节点处偏心抵承（图2中的c）构成反弯矩，以抵消部分正弯矩，可在常用的木材规格不增大截面的条件下，提高木构件的承载力，达到扩大节间，减少节点，既节省钢材、木材，又简化了制造。

钢木屋架常用的跨度为12～24米,节间长度可达4米。由于刚度比木屋架大，高跨比可适当减小。三角形屋架h/l≥1/6、梯形及多边形屋架h/l≥1/7时，可不必验算挠度。

椽架

是按椽条间距密置的屋架，常用芬克式桁架。节点用齿板或用结构胶合板钉压胶结。常用的跨度为6～9米。由于节点具有较大的刚性，高跨比h/l≥1/7时,可不必验算挠度。椽架的间距通常为60厘米，在其上面直接铺屋面板，使屋面系统简化，比一般木屋盖能节约木材30％左右。可用于民用房屋以及小型工业车间。

木屋盖的支撑系统

为了防止屋架侧倾，保证屋架受压弦杆平面外稳定，承担和传递房屋纵向水平力（风力、悬挂吊车制动力及地震力），应将屋架上弦节点处或其附近的檩条与屋架及山墙可靠地锚固，以构成空间稳定体系。对于梯形屋架尚需设置端部的垂直支撑，将屋面木骨架与山墙及屋架连成完整的空间稳定体系。当这个空间体系的纵向刚度不足时，应在上弦平面设置横向支撑。若屋架下弦悬挂吊车，应在悬吊点的纵向平面内设置中间垂直支撑，在未设中间垂直支撑的开间，应设置纵向水平系杆使屋架连成一体，将吊车制动力传递到屋面。当有天窗时，应沿天窗侧柱设置垂直支撑，将天窗范围内的纵向力传递到屋面。