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根据建筑材料和建造形式的不同,现代木结构可分为:1.轻型木结构、2. 重木结构、3. 木混合结构。这是当前业内较为主流的分类分式,我们以此展开描述。
1. 轻型木结构
是最常见的现代木结构建筑形式之一,采用的材料包括规格材、木基结构板材、工字形搁棚或木搁栅、结构复合材和金属连接件等。轻型木结构构件之间的连接主要采用钉连接,部分构件之间也采用金属齿板连接和专用金属连接件连接。墙体内部填充岩棉、玻璃纤维棉或聚氨酯发泡材料,外部覆盖各种材料,如石膏板、玻璃、钢板等。具有较好的隔音隔热效果。
轻型木结构建筑的主要结构用木材,包括针叶树和阔叶树,常用的有松木、云杉、杉木、桦木等。此外,还会使用一些其他材料,如钢材、混凝土等,以加强建筑的结构稳定性。当前轻型木结构在北美、日本及欧洲部分地区的底层住宅建筑领域占主导地位。
2. 重型木结构
是指承重构件主要采用层板胶合木构件制作的单层或多层建筑结构,墙体一般采用重型木结构、玻璃幕墙、金属装饰带等结构形式,构件之间主要通过螺栓、销钉、剪板以及各种金属连接件进行连接。重木结构建筑多用于单层工业建筑和大中型公共建筑,如大空间、大跨度的体育场馆、音乐厅和展览场馆等。而正交胶合木(CLT)的出现,则让高层木结构建筑项目得以落地。
2.1方木原木结构
方木原木结构是指承重构件主要采用方木或原木制作的单层或多层建筑结构,其结构构件应采用经施工现场分级或工厂分等分级的方木、原木制作,亦可采用结构复合木材和胶合原木制作。这一结构体系是在《木结构设计标准》GB 50005-2017中首次提出来的,在2003 版规范中“方木原木结构”被称为“普通木结构”。
方木原木结构包括穿斗式木结构、抬梁式木结构、井干式木结构、木框架剪力墙结构和梁柱体系木结构等结构形式。当前,我国新建成的方木原木结构建筑多采用井干式木结构、木框架剪力墙结构和梁柱体系木结构。穿斗式木结构和抬梁式木结构主要应用在一些传统民居、风景园林中的亭台楼阁和部分寺庙建筑中。
2.2 胶合木结构
胶合木结构是指承重构件主要由层板股合木(Gloed Lminated Timber)等工程木材制作而形成的结构体系的统称。胶合木结构应分为层板胶合木结构和正交胶合木结构。层板胶合木结构适用于大跨度、大空间的单层或多层木结构建筑。正交胶合木结构适用于楼盖和屋盖系统,或由正交胶合木组成的单层或多层箱形板式木结构建筑。
2.3 正交胶合木结构
正交层板胶合木(Cross Laminated Timber,简称CLT)是指层板相互叠层垂直正交组坯后胶合而成的工程木产品,也称正交胶合木。正交胶合木由相互交错的层板胶合而成,在两个方向均有很好的力学性能,可制作成为墙体和楼盖、屋盖等结构构件。在国家标准《木结构设计标准》GB 50005-2017中,根据木结构分类方法,将正交胶合木结构划分为胶合木结构体系。
3. 木混合结构
木混合结构主要是指木结构构件与钢结构构件、钢筋混凝土结构构件混合承重,并以木结构为主要结构形式的结构体系。
包括下部为钢筋混凝土结构或钢结构、上部为纯木结构的上下混合木结构体系以及混凝土核心筒木结构(即水平组合的木结构体系)。
多高层木结构建筑通常采用木混合结构体系,对下部建筑需要较大空间或对防火要求较高时,如商场、餐厅厨房、车库等,可采用上下混合形式的木结构建筑。