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武进低碳小镇办公楼(方案二)文献综述

 2020-04-16 15:36:12  

文 献 综 述

木结构的定义是单纯由木材或主要由木材承受荷载的结构,通过各种金属连接件或榫卯手段进行连接和固定。这种结构因为是由天然材料所组成,受着材料本身条件的限制,因而木结构多用在民用和中小型工业厂房的屋盖中。木屋盖结构包括木屋架、支撑系统、吊顶、挂瓦条及屋面板等。

木材是一种再生的天然资源,且人类习惯使用木材已有悠久历史,在对木材的防腐、防虫、防火措施日臻完善的条件下,充分发挥木材自重轻、制作方便的优点,做到次材优用,小材大用,提高木材的利用率,除继续用于一般建筑外,在大跨度建筑屋盖结构方面有其一定的前途。近年来,各个行业都在积极倡导保护环境,木结构作为一种纯天然可再生的建筑材料能很大程度的满足这个要求,而且从提高建筑人性化和舒适性的角度来说,木结构建筑的发展已是大势所趋,在未来建筑行业中将大有作为。

木结构设计一般的设计步骤是:1根据实际情况选择合适的木材;2根据《木结构设计规范》给定的构造要求进行结构设计,内容包括:搁栅、椽条、主梁和过梁设计,墙骨柱和组合柱设计,连接设计,楼盖和屋盖平面内荷载设计,剪力墙平面内荷载设计;3进行构件及连接设计,依次包括墙体设计、楼盖设计、屋盖设计、柱、剪力墙、抗侧向力的楼、屋盖。

木结构设计中也会出现一定的问题,常见的问题有:木材防火、防腐、虫蛀以及由于连接问题造成的结构失稳等。处理方法如下:

1、防火。对木结构及其构件的防火主要是测定其耐火极限,并根据建筑物耐火等级的要求,采取提高木构件耐火极限的措施。木构件的耐火极限,是指某种构件在专门的炉中,按模拟火灾温度(700~1000#176;C)的火焰进行燃烧,从开始到失去其原有的功能(对承重构件就是失去承载能力)的时间。木构件具有一定的耐火性能,特别是截面较大的构件。这是因为木材是由中空的细胞组成,热导率较小。并且木材在燃烧过程中,在表面形成一层木炭,而木炭也有良好的隔热性能,因而减慢了木材的热分解。

木构件在火灾作用下,前2分钟是着火燃烧,在此后的8分钟内的炭化速率约为每分钟0.8毫米,由于形成木炭层,在这以后炭化速率减慢到每分钟0.6毫米。不同树种的炭化速率有一定的差别。木构件的耐火,除试验测定外,还可以根据已掌握的不同树种的炭化速率进行算。

对于无保护层的木构件来说,应尽量采用截面尺寸较大的整体木构件,以提高耐火极限。试验证明,层板胶合构件的耐火性能与整体截面的木构件相似。所以采用截面大的层板胶合木结构,有利于。提高木结构的耐火极限有两个途径,一是加抹灰层或石膏板,如30#215;30厘米的木柱加2.5厘米的钢丝网抹灰层,其耐火极限可提高到1.5小时,另一是采用防火药剂浸注或涂防火漆,如丙烯酸乳胶防火漆,在100~200#176;C的温度下能分解出磷酸使木材脱水炭化,减少可燃气体的形成,在250#176;C左右能膨胀起形成蜂窝状的防火隔,做到小火不燃,以防止初期火灾的扩展,一经离开火焰即能自行熄灭2、防腐。木材腐朽是受木腐菌侵害的结果。木腐菌体内的水解酶能将组成木材细胞壁的纤维素、木质素及细胞内含物分解作为养料,使木材的强度逐渐降低,直至失去全部承载能力。

木腐菌的生长必须同时具备下列三个条件:木材含水率高于18%;温度在 2~35#176;C的范围内;有氧气供应。如能去除其中之一,即可防止腐朽。中国有”千年不烂井底木”的古话,是说明木材在水中缺氧而不腐。木结构与人类生活分不开,温度和氧气无法排除,只能将木材含水率控制在18%以内,即使其处于干燥状态,防止木腐菌的侵蚀。因此,要求木结构各个部分,特别是支座节点等关键部位,要处于通风良好的条件下,即使一时受潮,也能及时风干。故在设计木结构时,首先要考虑结构的构造防腐措施:如设置隔温顶棚的木屋盖,必须将顶棚吊在木屋架下弦下面,并使下弦底面与隔温层保持一定距离,使整个屋架位于同一温度场内。

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