城鎮建設中木結構房屋結構設計研究

摘要：木結構房屋作為我國城鎮建設的重要內容，對人們生活質量的提升起到積極作用。該結構體系可以有效改善房屋抗震效果，提升房屋環保效益，是房屋可持續發展建設的核心。文章從我國城鎮建設中的常規木結構房屋出發，對木結構房屋的特點、優勢、問題等進行全面分析，并在該基礎上深入挖掘了我國城鎮建設中木結構房屋結構的設計要求、設計方法等內容，對其設計體系進行了完善。

關鍵詞：城鎮建設；木結構房屋；結構設計；房屋框架；民用建筑

中圖分類號：TU352 文獻標識碼：A 文章編號：1009-2374（2014）31-0017-02

木結構房屋作為我國城鎮建設的重要內容，對人們生活質量的提升具有非常積極的意義。該結構體系可以有效改善房屋抗震效果，提升房屋環保效益，是房屋可持續發展建設的核心。但由于技術水平的限制，我國城鎮建設中的木結構房屋結構應用范圍較小，其整體建設并不完善。如何改善木結構房屋結構設計現狀，提升其設計規范性及科學性已經成為人們關注的焦點。

1 城鎮建設中的木結構房屋結構概述

木結構房屋結構是一種新型城鎮建設房屋結構，主要以木結構材料為主，通過該材料實現房屋框架的建設，具有非常高的環保價值。該結構主要應用于三層或三層以下民用建筑中，抗震及抗風效果非常顯著。

從結構體系來看，我國城鎮建設中的木結構房屋結構主要可以分為普通木結構、輕型木結構和膠合木結構三類。普通木結構房屋結構主要將原木作為建筑核心，通過原木構建房屋結構體系，例如梁柱式結構。這種木結構房屋結構只需要進行簡單人工加工即可，材料處理及施工操作較為簡單，施工周期較短，在傳統城鎮建設中應用較為廣泛。但隨著房屋結構發展的不斷深入，普通木結構房屋結構承載效果欠佳、截面比較大等問題逐漸暴露出來，已經無法滿足現代化城鎮建設需求。輕型木結構房屋結構主要是通過輕型木結構體系構建的房屋結構核心，該結構常以一定的木構件為主體，將木構件進行適當搭配形成房屋結構框架，實現房屋承載。這種框架體系承載效果非常好，框架結構具有非常高的靈活性及安全性，在現代城鎮建設中應用效果非常顯著。輕型木結構房屋結構主要包括連續框架式結構和平臺式框架結構兩種，具體狀況見圖1。輕型木結構房屋結構體系對木結構要求較高，需要在設計中把握好木結構的連續性及合理性，否則非常容易出現結構問題，使房屋安全性受到影響。而膠合木結構體系主要以膠合木及膠合板作為主要木結構體系，通過該材料構建膠合結構，形成對應尺寸、結構的木結構房屋框架。膠合木結構在構建的過程需要對材料進行全面加工，將材料剪裁、涂膠、層疊、加壓等，操作較為復雜，施工周期較長，在當前城鎮建設中木結構房屋結構中主要為輔助材料，并非結構主體材料。

2 木結構房屋結構設計要求及方法

木結構房屋已經成為現代化城鎮建設的趨勢，該房屋結構部具有非常好的生態環保效果，經濟效益較高，耐久性較好，對我國房屋建筑發展具有至關重要的作用。本次研究過程中筆者主要對城鎮建設中的輕型木結構房屋設計內容進行分析，從設計要求及設計方法兩方面對輕型木結構房屋設計進行深入挖掘。

2.1 木結構房屋結構設計要求

輕型木結構房屋設計的過程中要把握好房屋建筑環境，要依照城鎮建設內容形成對應結構體系，依照城鎮建設需求構建對應指標，從而提升木結構房屋結構的系統性、規范性和科學性，其具體設計要求包括：

2.1.1 木結構房屋結構高度不得高于三層：我國城鎮建設中的木結構房屋結構發展非常迅速，尤其是近年來，技術體系已經得到了非常好的完善。但在上述發展過程中，其整體技術水平與歐美國家相比仍有一定差距，房屋建筑高度只能夠達到三層左右。一旦超過上述高度，木結構房屋安全性將無法保障，這對城鎮建設發展具有一定的限制。

2.1.2 木結構房屋結構要與環境相協調：木結構房屋結構設計的過程中要做好對城鎮建設環境的分析，要把握好周圍環境狀況，確保設計內容與自然環境一致，真正實現建筑與生態的統一，提升城鎮建設木結構房屋結構美感。

2.1.3 木結構房屋結構要符合可持續發展觀：木結構房屋結構設計過程中要對其材料、構件等進行科學選取，要保證材料、構件等內容能夠與生態建設需求相同，從而提升房屋結構的生態效益和經濟效益。當前木結構房屋材料過程中主要從溫度、濕度、養分等方面進行防腐控制，通過結構設計完成木結構材料的保護。而在構件設計過程中主要從截面、尺寸等方面出發，通過該內容改善材料使用效益，提升材料經濟價值，提升木結構房屋結構可持續發展效益。

2.1.4 木結構房屋結構要符合力學原理：城鎮建設木結構房屋結構需要具有良好的抗震性及抗風性，要能夠承受外力的沖擊。在該結構設計過程中要做好力學原理分析，要對力學內容進行對應把握，從力學結構出發形成對應力學體系，如高次超靜定結構體系、次要結構受力體系等。由該力學內容出發進行合理設計，最終確定木結構房屋結構剛度、整體性等。

2.2 木結構房屋結構設計方法

木結構房屋結構設計內容較為復雜，需要依照環境狀況對設計方法進行對應選取，只有實現上述方法的合理運用，木結構房屋結構設計才能夠真正符合城鎮建設需求。我國城鎮建設中的輕質木結構房屋結構設計方法主要為有限元分析法。

有限元分析法主要通過數學微分完成木結構房屋結構設計的分析及運算。該方法計算準確性和科學性較高，邏輯關系緊密，分析效益明顯高于其他數學分析方法，是輕質木結構房屋結構設計的核心計算內容。有限元分析法在進行木結構房屋結構設計時依照數值分析內容及差分分析內容對設計中的數據進行處理，由該處理內容確定結構之間的關系，建立數學模型，形成對應模擬體系，從而明確木結構房屋結構的設計性質及設計效益。在設計數學分析過程中人員要做好以下四方面內容：第一，對設計內容進行劃分。人員要依照具體木結構房屋結構狀況進行分析劃分，將結構劃分為形狀規則、內容單一的標準受力單元；第二，對單元內容特征進行分析。人員要依照有限元分析法對單元結構進行處理，由有限元分析處理確定單元之間受力狀況及特征；第三，對單元進行組裝，確定結構狀態。人員要依照上述單元性質對其整體結構剛度進行明確，將初始狀態及受力狀況數據帶入到微分方程中進行處理，確定最終設計結構效果；第四，實施CAD構圖。由關系內容及數據內容確定CAD構圖，以CAD系統確定最終設計方案。

除此之外，在木結構房屋結構設計的過程中人員還常使用邊界元分析法及有限差分析法進行設計結構分析。上述兩種方法也是主要通過數學建模及CAD系統進行分析，主體分析方法與有限元分析一致。

2.3 木結構房屋結構設計的其他注意事項

在木結構房屋結構設計的過程中人員要做好木結構材料設計單元的選取，要依照有限元分析結果及數學模型分析結果對單元類型進行對應優化，保證木結構房屋結構與建設性能需求一致。人員要對單元進行對應連接，依照木結構房屋狀況形成系統化、規范化單元體系，從而改善系統受力分析狀況，提升系統設計的有效性和規范性。

在木結構房屋結構設計的過程中，人員要對木結構材料屬性進行明確，要在SAP2000系統中對其材料類型進行合理選取，形成最優設計方案。我國木結構房屋結構設計的過程中，部分人員常忽視結構材料屬性，對其標注不夠完善，部分系統中材料性質標注不全面，這均在一定程度上影響了木結構房屋施工質量。因此，在今后設計過程中要加大該問題的重視程度，要不斷豐富SAP2000系統，提升設計材料標注效益，改善城鎮建設木結構房屋結構經濟效益。

3 結語

隨著時間的推移，木結構房屋結構已經越來越被人們所重視，這類房屋結構綠色、環保、經濟，具有非常廣闊的市場空間。作為木結構房屋結構的核心因素，木結構房屋結構設計狀況直接影響著房屋的安全質量和經濟效益。因此，在今后的研究過程中，相關人員要加大對木結構房屋結構設計的分析，充分挖掘其設計內容，從根本上加速木結構房屋結構在城鎮建設中的發展進程。

參考文獻

[1] 匡星，趙艷敏，Kerry Haggkvist，王紅珊.木結構施工課程教學方法探討[J].中國現代教育裝備，2014，（11）.

[2] 徐勇明.房屋結構設計中建筑結構的設計與優化[J].民營科技，2014，（5）.

[3] 苑素云.輕型木結構建筑特點及發展前景[J].新型建筑材料，2013，（9）.

[4] 宋莎莎，費本華，王戈，孫正軍，王曉歡.木結構建筑與現代人居環境[J].林產工業，2012，（5）.

作者簡介：丁愛民（1973-），男，湖南桃源人，湖南藍都工程設計咨詢有限公司工程師，研究方向：結構設計。

除此之外，在木結構房屋結構設計的過程中人員還常使用邊界元分析法及有限差分析法進行設計結構分析。上述兩種方法也是主要通過數學建模及CAD系統進行分析，主體分析方法與有限元分析一致。

2.3 木結構房屋結構設計的其他注意事項

在木結構房屋結構設計的過程中人員要做好木結構材料設計單元的選取，要依照有限元分析結果及數學模型分析結果對單元類型進行對應優化，保證木結構房屋結構與建設性能需求一致。人員要對單元進行對應連接，依照木結構房屋狀況形成系統化、規范化單元體系，從而改善系統受力分析狀況，提升系統設計的有效性和規范性。

在木結構房屋結構設計的過程中，人員要對木結構材料屬性進行明確，要在SAP2000系統中對其材料類型進行合理選取，形成最優設計方案。我國木結構房屋結構設計的過程中，部分人員常忽視結構材料屬性，對其標注不夠完善，部分系統中材料性質標注不全面，這均在一定程度上影響了木結構房屋施工質量。因此，在今后設計過程中要加大該問題的重視程度，要不斷豐富SAP2000系統，提升設計材料標注效益，改善城鎮建設木結構房屋結構經濟效益。

3 結語

隨著時間的推移，木結構房屋結構已經越來越被人們所重視，這類房屋結構綠色、環保、經濟，具有非常廣闊的市場空間。作為木結構房屋結構的核心因素，木結構房屋結構設計狀況直接影響著房屋的安全質量和經濟效益。因此，在今后的研究過程中，相關人員要加大對木結構房屋結構設計的分析，充分挖掘其設計內容，從根本上加速木結構房屋結構在城鎮建設中的發展進程。

參考文獻

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[4] 宋莎莎，費本華，王戈，孫正軍，王曉歡.木結構建筑與現代人居環境[J].林產工業，2012，（5）.

作者簡介：丁愛民（1973-），男，湖南桃源人，湖南藍都工程設計咨詢有限公司工程師，研究方向：結構設計。

除此之外，在木結構房屋結構設計的過程中人員還常使用邊界元分析法及有限差分析法進行設計結構分析。上述兩種方法也是主要通過數學建模及CAD系統進行分析，主體分析方法與有限元分析一致。

2.3 木結構房屋結構設計的其他注意事項

在木結構房屋結構設計的過程中人員要做好木結構材料設計單元的選取，要依照有限元分析結果及數學模型分析結果對單元類型進行對應優化，保證木結構房屋結構與建設性能需求一致。人員要對單元進行對應連接，依照木結構房屋狀況形成系統化、規范化單元體系，從而改善系統受力分析狀況，提升系統設計的有效性和規范性。

在木結構房屋結構設計的過程中，人員要對木結構材料屬性進行明確，要在SAP2000系統中對其材料類型進行合理選取，形成最優設計方案。我國木結構房屋結構設計的過程中，部分人員常忽視結構材料屬性，對其標注不夠完善，部分系統中材料性質標注不全面，這均在一定程度上影響了木結構房屋施工質量。因此，在今后設計過程中要加大該問題的重視程度，要不斷豐富SAP2000系統，提升設計材料標注效益，改善城鎮建設木結構房屋結構經濟效益。

3 結語

隨著時間的推移，木結構房屋結構已經越來越被人們所重視，這類房屋結構綠色、環保、經濟，具有非常廣闊的市場空間。作為木結構房屋結構的核心因素，木結構房屋結構設計狀況直接影響著房屋的安全質量和經濟效益。因此，在今后的研究過程中，相關人員要加大對木結構房屋結構設計的分析，充分挖掘其設計內容，從根本上加速木結構房屋結構在城鎮建設中的發展進程。

參考文獻

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[4] 宋莎莎，費本華，王戈，孫正軍，王曉歡.木結構建筑與現代人居環境[J].林產工業，2012，（5）.

作者簡介：丁愛民（1973-），男，湖南桃源人，湖南藍都工程設計咨詢有限公司工程師，研究方向：結構設計。