木结构建筑漫谈

木材是永恒的建筑材料。历史上，木材因其结构上的性能和美学上的价值而得到广泛使用。从过去的小木屋到现在的多层木房屋，木材已经成为建筑发展史中的一条基本主线。只要有合理的设计和良好的维护，木建筑能够使用很久。现在我们还能看到几百年前建造的木建筑，如：故宫、颐和园、山西应县佛宫寺释迦塔;建于公元1150年的挪威乌内斯·斯塔夫（UrnesStave）教堂；建于公元682年的日本法林寺（HoriojiTemple）；以及建于1713年的俄罗斯基日（Kizhi）岛教堂。



木结构可供人们用作住宅、商业场所以及室内装修结构。随着时间的发展，木结构的发展也面临着新技术、新规范和环境问题的挑战，而这也带来了如何设计未来木结构房屋的挑战。我们将面对的不仅是木材的新使用方法，还有新型的木产品。多层的木结构房屋是对木材的新应用。对各种木构件性能的充分利用能够使建筑设计在形式与功能两方面达到统一。这些房屋能够在现在或将来城市土地价格上涨的情况下提供经济适用的住宅。除了建造房屋，木材还可以用来建造桥梁。经过防腐处理的木材能够提高使用寿命，这对中、短期的桥梁而言是一种可行的经济选择。



木材作为建筑材料,在顺着其木纤维的方向上有很强的承载力，而在垂直的方向上则很弱。只要设计合理，木材在建筑使用上很少有所限制。与钢结构和混凝土结构相比，木结构要有更大的单位重量承载力。木框架自重轻，并且在地震作用时产生的惯性力较小。由于木材具有可再生、加工时低耗能和能储藏炭的优点，使其成为非常生态的建材。木材具有许多独特的性能，因此在建筑上有许多特殊的用处。干木材具有很低的热传导性和电绝缘性。木材对突发荷载和周期性荷载产生的疲劳都有很好的承载力。同时，木材还有很好的抗化学腐蚀性，这使得它常被作为处理和存储化学药品的建材。许多种木材（如雪松和红杉）因为它们自然的防腐及防病虫害能力而常被用在室外。木材易燃，但很久前人们就认识到：大块的木材即使暴露在火中也能保持其结构上的整体性。这种优越的耐火性能是由于其表面的炭化作用和低传热性。当木材的表面被火焰炭化，这层炭化层就会防止内部燃烧。在轻质木框架房屋中，小尺寸的木构件会被套上一层不燃性的板（如16mm防火干饰面墙）以防火势蔓延。在需要时，人们还将木材进行化学处理以增加其耐火性。由再生纤维制造的工程木产品（EWP）在继续发展并被应用到房屋建筑中。这些木材产品的结构性能扩大了木建筑设计者和建造者的思路。它们和实心锯木的综合使用更增加了建筑的可能性。



现在木建筑的唯一局限性来自设计者的想象力。木房屋设计者对木构件和连接构件可以有大量的选择。化学处理的方法更能增加木材的耐久性和耐火性。工程木产品（如工字木梁和复合木板）具有很高的结构性能并很少有结构限制。在胶合板中也使用增强纤维板来提高其结构性能。许多种金属连接构件可供选择使用。人类用树木来建造遮蔽物的历史可追溯到史前时代；用树枝来建造房屋始于公元前9000多年；建造原木房屋最早的历史是中欧在公元前900年时的农舍；而木框架则始于公元前6500年。对木结构最普遍的运用还是在房屋建造中。这包括从独户的木屋到3~5层的现代化房屋（可作住宅、商业设施、工业设施使用）。



近年来，美国平均每年新建的住宅有150万套。历史上，这一数字的范围是从130万到180万。另外，这其中每年有20~30万的新建住宅是采用木结构。2001年个人住宅的占有率达到67.8％，这是美国近来的最新纪录。1999年在日本建造了121.5万套住宅，其中47％是木结构。



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