木结构体系

根据我国木结构规范体系《木结构设计规范》（GB50005-2003），按照结构不同进行分类，木结构建筑主要分为梁柱结构体系和轻型木结构体系。

按照木结构建筑所用木材的种类划分，主要划分为胶合木结构、轻型木结构、普通木结构三种。其中以层板胶合木为主要建筑材料的称为胶合木结构，以规格材为主要建筑材料的称为轻型木结构，以方木、原木为主要建筑材料的称为普通木结构。

按照建筑类型可以分为纯木结构建筑、混凝土与木结构混合结构、木结构与钢结构混合结构等几类。

1. 轻型木结构体系

轻型木结构是由规格材、木基结构板材或石膏板制作的木构架墙体、楼板和屋盖系统构成的单层或多层建筑结构。墙骨柱、楼盖格栅、轻型木桁架或椽条之间的间距一般为600mm，当设计特别要求增加桁架间距时，最大间距不超过1200mm。外墙的墙骨柱内侧为石膏板，外侧为定向刨花板（OSB板）、胶合板、外挂板或其他饰面材料，墙骨柱之间填充不燃保温材料。构件之间可采用钉、螺栓、齿板连接及通用或专用金属连接，以钉连接为主。轻型木结构可建造居住、小型旅游和商业建筑等。根据构造特点的不同，轻型木框架结构分为连续式框架结构和平台式框架结构。

（1）连续式框架结构。19世纪30年代，北美地区出现了早期的轻型木构架房屋一芝加哥房屋。房屋以墙骨、地板梁、天花梁、屋顶椽子等部分组成，均采用厚度为38mm的木材作为建筑材料，骨架间的连接采用长钉连接，如图2-2所示。由于这种房屋舒适耐用、结构安全、施工周期短，成为当时公寓、旅馆、饭店的主要建筑形式。芝加哥房屋的建造采用之前准备好相同规格的板材，在极短的时间内就可以把房屋搭建起来，在诞生之日起至20世纪40年代流行于北美地区，是当时建筑房屋首选的建筑形式。

（2）平台式(非连续式)框架结构。平台框架从20世纪40年代后期开始占主导地位至今，现在美国和加拿大的建筑行业都采用这种做法。平台框架与轻质框架（连续式框架）的不同在于某些地方的墙骨（外墙和部分内墙）是不连续的，在同一层的墙板高度是一致的，当一层墙体都建立起来围合好以后，配置好楼板后，就能够在第一层楼板的基础上建立第二层结构，如图2-3所示。而在轻质框架（连续式框架）中，墙骨穿过楼板一直支撑到屋顶框架处的顶板，在这过程中墙骨是连续的不间断的，而恰恰是由于它的连续性，不适应建筑本身和市场的发展的需要，不能够提前预制，在施工过程中也不利于安装，轻质框架（连续式框架）建造方法已经被平台框架所渐渐取代。

图2-2 连续式框架结构

图2-3 平台式（非连续式）框架结构

2. 胶合木结构体系

胶合木结构分为胶合板结构和层板胶合结构。胶合的原理是将含水率不高于18%、厚度为30～45mm的木板刨光后，通过涂胶、层叠、加压等工序，将较小尺寸木材胶合成截面尺寸和各种形状的层板胶合木，胶合木结构包括使用层板胶合木材料的析架、拱、框架及梁、柱等，属于重型木结构体系，集成材木结构也属于此类结构

胶合木房屋的墙体可以采用轻型木结构、玻璃幕墙、砌体墙以及其他结构形式。构件之间主要通过螺栓、销钉、钉、剪板以及各种金属连接件连接。胶合木结构适用于单层工业建筑和多种使用功能的大中型公共建筑，如大空间、大跨度的体育场馆，如图2-4所示。

图2-4 胶合木结构体系

原木结构采用规格及形状统一的方木、圆形木或胶合木构件叠合制作，是集承重体系与围护结构于一体的木结构体系，如图2-5所示。其肩上的企口上下叠合，端部的槽口交叉嵌合形成内外围护墙体。木构件之间加设麻布毡垫及特制橡胶胶条，以加强外围护结构的防水、防风及保温隔热。原木建筑具有优良的气密、水密、保温、保湿、隔声、阻燃等各项绝缘性能，原木建筑自身具有可呼吸性，能调节室内湿度。原木结构适用于住宅、医院、疗养院、养老院、托儿所、幼儿园、体育建筑等。

图 2-5 原木结构体系

3. 木结构组合体系

木结构组合建筑是指由木结构或其构、部件和其他材料（如钢、钢筋混凝土或砌体等不燃结构）组成共同受力的结构体系。上部的木结构与下部的钢筋混凝土结构通过预埋在混凝土中的螺栓和抗拔连接件连接，实现木结构中的水平剪力和木结构剪力墙边界构件中拔力的传递。

木结构与钢结构相结合的混合建筑一般应用于大型公共建筑，如体育场馆。这种混合建筑在2010年冬季奥运会温哥华的体育馆的得到体现，如图2-6所示。该体育场馆通过轻型木结构的使用，提高了整个场馆结构的抗震性能，通过对钢结构框架大跨度的使用，满足了体育比赛的需求，使这两种结构共同孕育于一所建筑之中。在性能方面，木结构的隔音、保温、抗震等效果极好，钢结构在防火、强度等方面优点突出，通过木结构和钢结构两种结构相互结合的使用，可以最大程度地发挥两种结构的优势。

图2-6 加拿大温哥华木钢结构组合

木结构与混凝土相结合技术已经很成熟，如图2-7所示。在北美和欧洲，一般混合建筑的一层用作商业用途，上面是居民住宅楼。多层混合木结构作为一种很成熟的结构，针对购房者和社会来说，也是一种很实用的建筑技术，它能够达到建筑所要求的各项性能，比如：保暖、坚固、防火、防潮、隔音、节能、调节温度等，在应对地基的荷载时，比普通砖混或混凝土建筑对（荷载）要求要低很多，这是由于混合建筑的上层材料以木结构为主体，大大减轻了建筑本身的自重，同一条件下，混合建筑比砖混或混凝土建筑要坚固很多，这是因为对地基要求较低。

图2-7 木混结构组合

尽管木结构建筑的允许层数最高为3层，但作为木结构组合建筑则可建到7层，即上部木结构建筑仍为3层，下部钢筋混凝土或砌体等不燃结构为4层。这增加了木结构的应用范围，是一种可行的组合结构形式。

木结构建筑、木结构组合建筑的允许层数和建筑高度如表2-1所示。

表2-1 木结构允许层数及高度