【中圖分類(lèi)號(hào)】 TU531.2
【文獻(xiàn)標(biāo)志碼】 A
0 引言
我國(guó)木結(jié)構(gòu)具有悠久的歷史,各時(shí)代的優(yōu)秀工匠建造出了一大批屹立至今的優(yōu)秀木結(jié)構(gòu)建筑[1]。在中國(guó),傳統(tǒng)木結(jié)構(gòu)興盛于秦漢、唐宋時(shí)期,在明清時(shí)期發(fā)展至頂峰,在秦漢時(shí)期傳統(tǒng)木結(jié)構(gòu)形成了穿斗式、抬梁式等幾種結(jié)構(gòu)形式。唐宋到明清時(shí)期,傳統(tǒng)木結(jié)構(gòu)逐漸向模式化發(fā)展,體系進(jìn)一步固化、成熟。框架結(jié)構(gòu)體系在我國(guó)傳統(tǒng)木結(jié)構(gòu)建筑中應(yīng)用的較為廣泛,即“構(gòu)木成架”,梁柱大多采用榫卯的連接方式,特有斗拱結(jié)構(gòu)形式將我國(guó)建造智慧展現(xiàn)的淋漓盡致[2]。故宮、等優(yōu)秀的木結(jié)構(gòu)建筑至今依然在向世界展示我國(guó)在木結(jié)構(gòu)領(lǐng)域所取得的輝煌,如圖1、圖2所示。
圖1

21世紀(jì)初,我國(guó)更加重視環(huán)保和可持續(xù)發(fā)展,可再生木結(jié)構(gòu)的研究越來(lái)越受到重視。通過(guò)木結(jié)構(gòu)研究領(lǐng)域的交流和學(xué)者的深入研究,我國(guó)現(xiàn)代木結(jié)構(gòu)的研究成果與制造技術(shù)取得了很大進(jìn)步。木結(jié)構(gòu)建筑的研究再次站上舞臺(tái)并進(jìn)入到新一輪的發(fā)展階段[3]
正交膠合木(簡(jiǎn)稱(chēng)CLT)在眾多木材產(chǎn)品中比較常見(jiàn),是一種由多層層板以正交的方式通過(guò)粘黏劑粘接在一起的木材產(chǎn)品[4]。早在1990 年關(guān)于CLT的概念、專(zhuān)利和建議等出現(xiàn)在歐洲的行業(yè)刊物上[5],1996—2000 年瑞典市場(chǎng)上出現(xiàn)CLT原型產(chǎn)品和構(gòu)件;2000—2004年CLT用于瑞典的某些小型工程項(xiàng)目;2004—2005年瑞典建成首批多層CLT建筑;2005—2014年用CLT為主材建造的工程逐漸增多;2015至今CLT產(chǎn)品擴(kuò)展至全歐洲,在溫哥華、倫敦、米蘭和許多城市一些高達(dá) 14~24 層的住宅、公共建筑已處于規(guī)劃階段或建設(shè)之中[6],如圖3所示,在北歐各國(guó),CLT主要用于多層建筑、托兒所、學(xué)校、工業(yè)用房、住宅和專(zhuān)用建筑等結(jié)構(gòu)中。
圖3墨爾本10層Forte公寓

CLT的問(wèn)世促進(jìn)了多層木結(jié)構(gòu)建筑的發(fā)展,相比于采用截面尺寸較小的木方做框架的輕型木結(jié)構(gòu),CLT可以用于大截面的工程產(chǎn)品,滿(mǎn)足木結(jié)構(gòu)建筑更高層數(shù)和更大跨度的需求。在力學(xué)性能方面,CLT具有更高的剛度、強(qiáng)度和穩(wěn)定性,可作為墻體、樓板和屋面應(yīng)用于建筑中[7]。我國(guó)在健全綠色低碳循環(huán)經(jīng)濟(jì)體系的發(fā)展背景下,近年也對(duì)CLT進(jìn)行了研究和探索,相比于國(guó)外的研究成果我國(guó)稍顯落后,尚處于研究應(yīng)用的初級(jí)階段[8]
從生態(tài)環(huán)境和可持續(xù)化發(fā)展的角度看,和其他建筑材料相比使用木材是有益的。木產(chǎn)品制造本身是一個(gè)低耗能的過(guò)程,木屑和木廢料等可替代部分不可再生資源,比如用于需要加熱的設(shè)備,從而減少過(guò)程中化石燃料的使用[9]。在木材作為建筑材料上實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展意味著采伐量不超過(guò)生長(zhǎng)量,原材料能不斷再生,同時(shí)木材能重返生態(tài)循環(huán)而不給環(huán)境增加溫室氣體,木產(chǎn)品生態(tài)循環(huán)的過(guò)程如圖4所示。
圖4木產(chǎn)品的生態(tài)循環(huán)

生態(tài)循環(huán)包含兩部分,一部分是森林,另一部分是木產(chǎn)品。森林通過(guò)光合作用吸收 CO2 產(chǎn)生樹(shù)木生長(zhǎng)需要的養(yǎng)分,木產(chǎn)品在生態(tài)循環(huán)中通過(guò)再利用、維修和回收,使用后以腐朽的形式或用作生物燃料排放 CO2 到大氣中, CO2 隨后被樹(shù)木吸收轉(zhuǎn)化為新木材的養(yǎng)分[10]
通過(guò)對(duì)建筑中使用的材料進(jìn)行全生命周期環(huán)保對(duì)比,研究表明:相比于其他常見(jiàn)的建筑材料,如鋼筋、混凝土等,木結(jié)構(gòu)建筑在各個(gè)階段更環(huán)保。北美和澳洲近期的能耗評(píng)估表明,木產(chǎn)品在能源消耗、碳排放、空氣污染、水污染方面相比于混凝土結(jié)構(gòu)和鋼結(jié)構(gòu)更具優(yōu)勢(shì)[1],生命周期內(nèi)木結(jié)構(gòu)與常見(jiàn)結(jié)構(gòu)能耗比對(duì)(表1)。
表1生命周期內(nèi)木結(jié)構(gòu)與常見(jiàn)結(jié)構(gòu)能耗比對(duì)

注:生命評(píng)估周期為20年。
正交膠合木的特點(diǎn)
CLT預(yù)制化程度高,木構(gòu)件從整體到細(xì)部都可以工業(yè)化預(yù)制處理,現(xiàn)代數(shù)字技術(shù)提供了更多選擇和更難以置信的精確性[12]。CLT結(jié)構(gòu)的內(nèi)部不需要裝飾即可直接使用,其樓板具有很好的舒適感,木材本身能向腳部傳遞溫暖感,畫(huà)框、相冊(cè)、書(shū)架等可直接用螺釘固定在墻上,對(duì)于非承重墻用戶(hù)可隨性所欲的進(jìn)行調(diào)整,比如開(kāi)窗、開(kāi)門(mén)等,裝配性能極佳,CLT的結(jié)構(gòu)性能類(lèi)似于混凝土板材,但是其自重更低,便于運(yùn)輸[13]。根據(jù)現(xiàn)有的研究表明,CLT 在抗壓、抗剪、抗拉方面已經(jīng)是可靠的建筑材料,保溫材料基本可以沿外墻通體布置且不產(chǎn)生冷橋[14],實(shí)心構(gòu)造的CLT板材還具有良好的防火性能,一旦發(fā)生火災(zāi),CLT表面會(huì)由于火焰的灼燒而碳化,形成保護(hù)層,從而保持結(jié)構(gòu)的完整性,為受災(zāi)人員的逃生爭(zhēng)取寶貴的時(shí)間[15]。目前CLT板式構(gòu)件主要主要用于墻體和樓蓋,被用于墻體和樓蓋的CLT構(gòu)件最明顯的特征是板材的幅面很大,截面大的CLT構(gòu)件具有很高的承載力和剛度,可以形成穩(wěn)固的結(jié)構(gòu)[16]
良好的材料強(qiáng)度加上現(xiàn)代制作工藝,使得CLT成為一種具有獨(dú)特優(yōu)勢(shì)的建筑材料[],其優(yōu)勢(shì)如下:(1)CLT實(shí)用性強(qiáng),便于結(jié)構(gòu)應(yīng)用;(2)輕質(zhì)高強(qiáng);(3)制作誤差小,尺寸穩(wěn)定性高;(4)火災(zāi)中承載能力高;(5)隔熱性能好;(6)自重低、安裝運(yùn)輸成本低、基礎(chǔ)簡(jiǎn)單且成本低;(7)抗化學(xué)侵蝕能力強(qiáng);易于生產(chǎn),甚至可以制作曲面產(chǎn)品;(8)可以剔除木節(jié)等缺陷,提高材料強(qiáng)度;(9)按規(guī)定干燥后制成的膠合木結(jié)構(gòu),一般無(wú)干裂、扭曲等缺陷;隔音性能、保溫性能好,且具有天然的紋理效果,使建筑賞心悅目。
正交膠合木(CLT)憑借上述優(yōu)勢(shì),成為木結(jié)構(gòu)向高層建筑領(lǐng)域探索的不二選擇。研究CLT在建筑結(jié)構(gòu)上的應(yīng)用,加深對(duì)此類(lèi)新型建筑材料的了解很有必要。
2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀
國(guó)內(nèi)外學(xué)者從CLT的材料屬性、CLT墻體系統(tǒng)、預(yù)應(yīng)力CLT結(jié)構(gòu)三個(gè)方面進(jìn)行了研究。
2.1 CLT材料性能研究
AllanManalo等[18]設(shè)計(jì)了三種膠合木試件進(jìn)行剪切和彎曲試驗(yàn),用于研究膠合木的含水率、密度對(duì)材料力學(xué)性能的影響,從試驗(yàn)結(jié)果可以看出:含水率和密度對(duì)試件的力學(xué)性能有一定的影響,但是影響程度不高,對(duì)層板間膠層的剪切強(qiáng)度幾乎沒(méi)有影響。
周佳樂(lè)等[19]以落葉松CLT為研究對(duì)象,通過(guò)抗拉、抗壓和抗彎等試驗(yàn)對(duì)落葉松膠合木的基本力學(xué)性能和工程實(shí)用性進(jìn)行研究。試驗(yàn)結(jié)果表明:在抗壓、抗彎試驗(yàn)過(guò)程中落葉松膠合木表現(xiàn)出3個(gè)階段,分別是彈性階段、彈塑性階段和破壞階段,最終表現(xiàn)為塑性破壞;在抗壓試驗(yàn)中落葉松膠合木沒(méi)有明顯的屈服階段,最終表現(xiàn)為脆性破壞。
龔迎春等[20]對(duì)不同構(gòu)造特性是否對(duì)CLT力學(xué)性能產(chǎn)生影響進(jìn)行了研究,以層板模量、層數(shù)、層板厚度以及紋路方向作為影響因素,對(duì)日本落葉松CLT層間剪切性能進(jìn)行了分析,結(jié)果表明:日本落葉松CLT的抗彎彈性模量和強(qiáng)度受到層板模量、層板數(shù)量的影響,層板厚度和方向影響不明顯;采用剪力類(lèi)比法能夠有效預(yù)估CLT的等效剪切剛度。
謝文博等[2I]以鐵杉作為CLT的材料,對(duì)此類(lèi)樹(shù)種CLT墻板主強(qiáng)度方向、膠層以及層間的剪切強(qiáng)度、抗彎強(qiáng)度等進(jìn)行了試驗(yàn)研究。研究結(jié)果顯示:CLT垂直層滾剪強(qiáng)度是決定CLT抗彎強(qiáng)度和界面層剪切強(qiáng)度的主要因素。
EhrhartT等[22]設(shè)計(jì)了以不同樹(shù)種以及不同長(zhǎng)寬比制造的CLT,以此對(duì)CLT的滾剪強(qiáng)度進(jìn)行了研究,結(jié)果顯示:CLT的滾剪性能不僅與樹(shù)種有關(guān),而且與長(zhǎng)寬比有一定關(guān)系,間接說(shuō)明了不同樹(shù)種所制造的CLT的力學(xué)性能存在差異。
上述試驗(yàn)研究表明,由不同樹(shù)種制造的CLT板材在力學(xué)性能上存在差異;構(gòu)造方式對(duì)CLT強(qiáng)度具有一定的影響;CLT在抗彎、抗壓試驗(yàn)中主要表現(xiàn)為三個(gè)階段:彈性階段、彈塑性階段以及破壞階段,在抗壓試驗(yàn)中屈服階段不明顯。
2.2 CLT墻體系統(tǒng)研究
目前,歐洲學(xué)者、加拿大學(xué)者以及新西蘭學(xué)者將整塊CLT墻板或者分塊CLT板通過(guò)連接節(jié)點(diǎn)連接至樓板或者基礎(chǔ),分析此類(lèi)墻體系統(tǒng)的滯回性能,用以探究CLT墻體系統(tǒng)可能發(fā)生的失效機(jī)制。
Gavric等[23]以?xún)煞N構(gòu)造方式對(duì)CLT墻體進(jìn)行了側(cè)向循環(huán)加載試驗(yàn)。第一種構(gòu)造方式為采用CLT整板;第二種構(gòu)造方式為將整板切割為較小的板材,通過(guò)板件垂直連接件連接成與第一種方案尺寸相同的CLT墻板。通過(guò)試驗(yàn)分析表明:垂直連接件能提高CLT墻體系統(tǒng)的耗能能力和延性。
Klobacr S[24] 和Yasumura等[25]對(duì)墻體是否開(kāi)孔以及開(kāi)洞面積大小對(duì)CLT墻板承載能力的影響進(jìn)行了研究,研究表明:開(kāi)洞會(huì)一定程度上降低CLT墻板的承載能力;墻內(nèi)開(kāi)洞面積不超過(guò) 30% 的情況下對(duì)CLT墻板的承載能力影響不大,但是會(huì)降低墻板 50% 的剛度。同時(shí)Dujic等[2還對(duì)邊界條件對(duì)CLT墻體的影響展開(kāi)了研究,結(jié)果表明:不同的邊界條件會(huì)對(duì)CLT墻體產(chǎn)生3種不同的位移響應(yīng),第一種是轉(zhuǎn)動(dòng)響應(yīng),即CLT墻體在往復(fù)側(cè)向荷載的作用下,墻體底角僅發(fā)生順時(shí)針或者逆時(shí)針的轉(zhuǎn)動(dòng);第二種是滑移響應(yīng),即CLT墻體與底部構(gòu)件的靜摩檫較小,墻體在受到水平側(cè)向荷載作用下與基礎(chǔ)發(fā)生了相對(duì)滑移;第三種是轉(zhuǎn)動(dòng)和滑動(dòng)響應(yīng)同時(shí)存在。
Popovski等[27]以CLT墻的長(zhǎng)寬比、墻體的單雙層、緊固件作為影響因素,對(duì)CLT墻體系統(tǒng)進(jìn)行了比較全面的力學(xué)性能測(cè)試試驗(yàn)。試驗(yàn)結(jié)果表明:當(dāng)抗拔件和角鋼節(jié)點(diǎn)的緊固件為釘或者螺栓時(shí),CLT墻體的抗震性能得到提高;CLT墻板之間的連接節(jié)點(diǎn)會(huì)一定程度上降低墻體的剛度,增大墻體的耗能能力以及延性。
何敏娟等[28]以平臺(tái)法和連續(xù)法為構(gòu)造方式建立了兩種CLT剪力墻,以低周往復(fù)荷載為加載方式,分析了兩種不同連接方式的CLT剪力墻的位移響應(yīng)、耗能能力、破壞模式等。如圖5所示。結(jié)果顯示:在低周往復(fù)荷載的作用下CLT剪力墻本身破壞不明顯,影響承載能力的因素主要集中在連接節(jié)點(diǎn)。在相同位移控制下,連續(xù)法CLT剪力墻的變形較平臺(tái)法更為顯著;連續(xù)法CLT剪力墻的初始剛度為平臺(tái)法的1.35倍;連續(xù)法CLT剪力墻的累計(jì)耗能比平臺(tái)法CLT剪力墻高出 7.1%~37.3% ;兩種構(gòu)造方式的CLT剪力墻都表現(xiàn)出明顯的剛度退化現(xiàn)象,在加載結(jié)束后平臺(tái)法構(gòu)造的CLT剪力墻剛度退化為初始剛度的 73% ,連續(xù)法CLT剪力墻退化為初始剛度的 63% 。
為了對(duì)CLT結(jié)構(gòu)的抗震性能有更清楚的認(rèn)識(shí),除了對(duì)整塊CLT墻板或者連接節(jié)點(diǎn)進(jìn)行研究以外,很多學(xué)者還對(duì)足尺單層CLT、多層CLT結(jié)構(gòu)進(jìn)行振動(dòng)臺(tái)試驗(yàn)。此類(lèi)研究首先在歐洲CNRIVALSA-TreeandTimberInstitute,InalianNationalResearchCouncil所負(fù)責(zé)的項(xiàng)目中展開(kāi),該項(xiàng)目分別對(duì)一層、三層、七層CLT足尺結(jié)構(gòu)進(jìn)行試驗(yàn),取得了一定成果,為CLT結(jié)構(gòu)在中高層建筑中的使用作了預(yù)演。
在SOFIE項(xiàng)目的驅(qū)動(dòng)下,很多學(xué)者對(duì)單層、多層CLT結(jié)構(gòu)進(jìn)行了更加深入的研究。Lauriola 和Sandhaas[29]對(duì)單層
圖5CLT墻板與樓板連接方式

CLT結(jié)構(gòu)進(jìn)行了低周往復(fù)加載試驗(yàn),結(jié)果顯示:對(duì)于單層CLT結(jié)構(gòu)的破壞點(diǎn)依然是在節(jié)點(diǎn)處,節(jié)點(diǎn)發(fā)生破壞或者連接件拔出后結(jié)構(gòu)依然具有良好的延性。
Ceccotti 和Follesa[30]建立三棟三層CLT結(jié)構(gòu),以首層開(kāi)洞率作為影響因素,對(duì)其進(jìn)行振動(dòng)臺(tái)試驗(yàn),探究其開(kāi)洞面積對(duì)CLT結(jié)構(gòu)側(cè)向變形能力的影響,結(jié)果表明:組成CLT結(jié)構(gòu)的各個(gè)部件均沒(méi)有發(fā)生嚴(yán)重破壞,此外CLT結(jié)構(gòu)的變形能力由單塊CLT墻板的剛度決定,故側(cè)向撓度與墻板開(kāi)洞面積成正比。
Yasumura[25]設(shè)計(jì)了整塊CLT墻和分塊CLT墻,通過(guò)連接件將其搭接成兩棟兩層CLT結(jié)構(gòu),并對(duì)其進(jìn)行了振動(dòng)臺(tái)試驗(yàn),實(shí)現(xiàn)現(xiàn)象表明:由整塊CLT墻搭接的結(jié)構(gòu)在洞口的角部會(huì)出現(xiàn)劈裂;由分段墻搭接而成的結(jié)構(gòu),洞角處保持完好,但是相鄰墻體的連接件會(huì)有一定的裂縫。
上述試驗(yàn)分別從構(gòu)造(整板搭接、部分板通過(guò)連接件拼接)、開(kāi)洞面積及位置等多個(gè)方面研究CLT結(jié)構(gòu)的力學(xué)性能,其中結(jié)構(gòu)中各類(lèi)連接節(jié)點(diǎn)采用的同一種形式,從試驗(yàn)結(jié)果顯示,連接節(jié)點(diǎn)的力學(xué)性能對(duì)CLT結(jié)構(gòu)的抗震性能有著極大的影響;在側(cè)向荷載作用下,CLT墻板與基礎(chǔ)連接區(qū)域容易較早發(fā)生集中破壞,在破壞發(fā)生后;墻板的抗側(cè)能力大幅度下降,在此基礎(chǔ)上,考慮到CLT結(jié)構(gòu)較好的裝配性能和可塑性,可以方便的通過(guò)增加部件,改善結(jié)構(gòu)連接系統(tǒng)來(lái)提高CLT構(gòu)件的剛度、耗能能力等,故將預(yù)應(yīng)力的概念引入到CLT結(jié)構(gòu)中。
2.3 預(yù)應(yīng)力CLT結(jié)構(gòu)
預(yù)應(yīng)力CLT結(jié)構(gòu)的概念最早是由Akbas[31]、Ganey[32]提出。Akbas設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)是由鋼筋和CLT墻板組成(SC-CLT),將鋼筋穿過(guò)CLT面板,并錨固到墻頂部的CLT面板和墻底部的基礎(chǔ)上,試驗(yàn)對(duì)一系列不同配置的SC-CLT試件進(jìn)行循環(huán)加載,確定了橫向荷載下SC-CLT結(jié)構(gòu)的極限狀態(tài),提出兩種預(yù)測(cè)SC-CLT墻板響應(yīng)的分析模型,即基于簡(jiǎn)單數(shù)學(xué)表達(dá)的分析模型和基于纖維單元的數(shù)值模型,分析結(jié)果顯示,簡(jiǎn)單的數(shù)學(xué)表達(dá)式和基于纖維單元的數(shù)值模型提供了循環(huán)荷載下SC-CLT墻體橫向荷載響應(yīng)的準(zhǔn)確估計(jì)。如圖6所示。
Ganey等[32]以CLT作為墻體,設(shè)計(jì)了一種彈性抗側(cè)向力墻體系統(tǒng),旨在探索SC-CLT墻體的各種極限狀態(tài),包括其對(duì)設(shè)計(jì)變量的依賴(lài)性及其對(duì)性能的影響,并研究大型層間位移下的強(qiáng)度和剛度退化。發(fā)現(xiàn)即使在大的位移加載之后,
圖6預(yù)應(yīng)力CLT和設(shè)置阻尼器CLT墻板連接方式

SC-CLT墻體也能夠重新居中。確定了理想極限狀態(tài)的層次結(jié)構(gòu),包括UFP屈服、CLT分裂、PT屈服和CLT壓碎。
胡德強(qiáng)、何敏娟[33的CLT預(yù)應(yīng)力剪力墻系統(tǒng)由CLT墻板、預(yù)應(yīng)力筋和軟鋼阻尼器組成,基于A(yíng)BAQUS采用數(shù)值模擬方式分析了阻尼器和預(yù)應(yīng)力筋對(duì)CLT剪力墻的影響,結(jié)果顯示:預(yù)應(yīng)力筋的初始張拉力和阻尼器的材料參數(shù)、數(shù)量以及形狀存在最優(yōu)組合。如圖6所示。
孫曉峰、何敏娟等[34]以有無(wú)耗能件和鋼絞線(xiàn)的不同初始張拉力為影響因素設(shè)計(jì)了4面預(yù)應(yīng)力CLT剪力墻,并對(duì)其進(jìn)行了低周往復(fù)加載試驗(yàn)。試驗(yàn)結(jié)果表明:試驗(yàn)結(jié)束后CLT剪力墻基本完好,連接件出現(xiàn)一定程度的變形,說(shuō)明預(yù)應(yīng)力CLT剪力墻具有良好的抗側(cè)向力性能;耗能件的安裝位置對(duì)預(yù)應(yīng)力CLT剪力墻的耗能能力存在一定的影響。
3 研究現(xiàn)狀總結(jié)
通過(guò)對(duì)上述研究現(xiàn)狀的總結(jié),可以得到幾點(diǎn)結(jié)論。
(1)在CLT材料性能方面,以不同樹(shù)種或者以不同樹(shù)種組合而成的CLT板材的力學(xué)性能在一定程度上存在差異。CLT在抗彎、抗壓試驗(yàn)中主要表現(xiàn)彈性階段、彈塑性階段和破壞階段,但是在抗壓試驗(yàn)中CLT沒(méi)有明顯的屈服階段。
(2)以CLT材料和金屬連接件組成的結(jié)構(gòu),延性上得到一定程度上的提升。在試驗(yàn)過(guò)程中CLT本身通常不會(huì)出現(xiàn)嚴(yán)重破壞,其主要破壞集中在連接件部位,即影響此類(lèi)結(jié)構(gòu)破壞模式、耗能能力、剛度等性能的因素主要是連接件以及連接方式。在引入預(yù)應(yīng)力概念之后,CLT結(jié)構(gòu)的最大承載力、耗能能力以及剛度有很大程度上的提升,但是其主要的破壞部位依然集中在連接件部位。
上述研究對(duì)進(jìn)行CLT結(jié)構(gòu)的研究具有重要的理論價(jià)值和實(shí)際意義。目前,CLT結(jié)構(gòu)的研究主要集中在鋼-木混合結(jié)構(gòu),對(duì)于混凝土-木結(jié)構(gòu)的相對(duì)缺乏,對(duì)于節(jié)點(diǎn)的研究主要著力于金屬連接件,但是金屬連接件存在銹蝕、可恢復(fù)性較差等問(wèn)題,與之相比,混凝土可塑性較強(qiáng),制作簡(jiǎn)單,在一定程度上可以代替部分金屬連接件。
4 研究展望
習(xí)近平總書(shū)記在黨的“二十大”報(bào)告中強(qiáng)調(diào):“必須牢固樹(shù)立和踐行綠水青山就是金山銀山的理念,站在人與自然和諧共生的高度謀劃發(fā)展”建筑行業(yè)是國(guó)家重要的產(chǎn)業(yè),但每年在建筑業(yè)上消耗能源的總量巨大[35],在可持續(xù)發(fā)展的導(dǎo)向下,建筑業(yè)的轉(zhuǎn)型離不開(kāi)\"綠色”二字。
1998年8月我國(guó)頒布第一個(gè)《關(guān)于停止天然林伐的布告》、1999年1月四川省第九屆人大常委會(huì)第七次會(huì)議通過(guò)了《四川省天然林保護(hù)條例》,我國(guó)更是在推進(jìn)生態(tài)文明中開(kāi)展了一系列重大行動(dòng),由于缺乏用于建筑結(jié)構(gòu)的木材資源,我國(guó)在現(xiàn)代木結(jié)構(gòu)的建造與研究已落后其他國(guó)家[36]。當(dāng)前,國(guó)內(nèi)市場(chǎng)上出現(xiàn)的木結(jié)構(gòu)建筑大致可分為三種:輕型木結(jié)構(gòu)建筑、膠合木結(jié)構(gòu)建筑以及普通梁柱結(jié)構(gòu),其中相對(duì)來(lái)說(shuō)應(yīng)用最為廣泛的是多年前在北美盛行的輕型木結(jié)構(gòu)體系。近年來(lái),住建部陸續(xù)推出多部公告強(qiáng)調(diào)“綠色”在建筑行業(yè)的發(fā)展。隨著制造技術(shù)的進(jìn)步正交膠合木(CLT)問(wèn)世,其獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)引起我國(guó)的關(guān)注,在最新頒布并實(shí)施的GBT51226-2017《多高層木結(jié)構(gòu)建筑技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》[37]和GBT50005-2017《木結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》中都對(duì)主要的木結(jié)構(gòu)構(gòu)件、正交膠合木進(jìn)行了相應(yīng)的補(bǔ)充[38],GBT51226-2017《多高層木結(jié)構(gòu)建筑技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》還對(duì)正交膠合木結(jié)構(gòu)設(shè)置了專(zhuān)門(mén)的章節(jié)進(jìn)行說(shuō)明[39]。推廣正交膠合木在我國(guó)的使用是大勢(shì)所趨,新型木結(jié)構(gòu)將會(huì)在推動(dòng)國(guó)家在節(jié)能、環(huán)保方面助力。
綜上,CLT材料在節(jié)能、物理性能、施工等方面均具有很大的優(yōu)勢(shì),同時(shí)結(jié)合我國(guó)國(guó)情,木結(jié)構(gòu)是我國(guó)建筑業(yè)未來(lái)發(fā)展的趨勢(shì),但是CLT材料在構(gòu)造技術(shù)和施工方法上還存在較大的盲區(qū),值得進(jìn)一步研究。
參考文獻(xiàn)
[1]何敏娟,LAMFRANK,楊軍.木結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)[M].北京:中國(guó)建筑工業(yè)出版社,2008.
[2] 王之怡.中國(guó)木結(jié)構(gòu)民居的結(jié)構(gòu)類(lèi)型與空間特征研究[D].西安:西安建筑科技大學(xué),2016.
[3] 周睿.我國(guó)現(xiàn)代木結(jié)構(gòu)建筑的發(fā)展趨勢(shì)分析[J].四川建材,2020,46(2) :56 -57.
[4] 左宏亮,許相宜.CLT建筑發(fā)展現(xiàn)狀及前景[J].山西建筑,2018,44(5) :6-8.
[5] SerranoErik,HaugenJensEdgar.歐洲木結(jié)構(gòu)建筑發(fā)展概述[J].建設(shè)科技,2021,12(18):44-47.
[6] 殷天嘯,王志強(qiáng).正交膠合木產(chǎn)品特性及其在國(guó)內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀[J].林業(yè)機(jī)械與木工設(shè)備,2019,47(8):4-7.
[7] 李明月,任海青.正交膠合木膠合性能研究現(xiàn)狀及展望[J].世界林業(yè)研究,2020,33(6):44-49.
[8] 張本剛,蹇玉蘭,徐高翔,等.正交膠合木(CLT)在我國(guó)的應(yīng)用前景[J].粘接,2018,39(8):56-59.
[9] 方媛.“雙碳”背景下現(xiàn)代木構(gòu)建筑的可持續(xù)應(yīng)用研究[J].江西建材,2022(10):6-8.
[10] 倪冰乙,王若寒,張穎璐.輕型木結(jié)構(gòu)全生命周期碳排放分析及影響因素研究[J].建筑技術(shù),2023,54(1):121-123.
[11] 原瑞增,祁冰,李展,等.木結(jié)構(gòu)超低能耗建筑技術(shù)特點(diǎn)及能耗研究[J].節(jié)能,2020,39(6):45-49.
[12] 張龍,黃素涌,彭思,等.綠色裝配式建材CLT研發(fā)現(xiàn)狀及展望[J].綠色科技,2019(18):212-215.
[13] 王韻璐,曹瑜,王正,等.國(guó)內(nèi)外新一代重型CLT木結(jié)構(gòu)建筑技術(shù)研究進(jìn)展[J].西北林學(xué)院學(xué)報(bào),2017,32(2):286-293.
[14] 周金將,王艷,馬艷秋,等.正交膠合木的性能和應(yīng)用[J].建筑技藝,2022,28(12):42-46.
[15]秦海東,曹文軒.正交膠合木炭化防火特性研究[J].住宅與房地產(chǎn),2019(31):108.
[16] CLT(正交膠合木)簡(jiǎn)明介紹[J].國(guó)際木業(yè),2018,48(5):10 -12.
[17]李靜,徐洪澎,郭夏斌,等.正交膠合木高層建筑的技術(shù)優(yōu)勢(shì)與局限[J].城市建筑,2017(14):28-31.
[18] ManaloA,Aravinthan T.Behavior ofFull-ScaleRailway Turn-out Sleepers from Glue-Laminated Fiber Composite SandwichStructures[J]. Journal of Composites for Construction,2012,16(6) :724 -736.
[19]周佳樂(lè),馮新,周先雁.落葉松膠合木力學(xué)性能試驗(yàn)研究[J].中南林業(yè)科技大學(xué)學(xué)報(bào),2016,36(8):125-129.
[20]龔迎春,武國(guó)芳,徐俊華,等.日本落葉松正交膠合木抗彎性能研究[J].西北農(nóng)林科技大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版),2018,46(11) :25 -30.
[21]謝文博,高子震,等.正交膠合木(CLT)性能測(cè)試及其分析[J].林產(chǎn)工業(yè),2018,45(10):40-45.
[22] Ehrhart T,Brandner R.Rolling shear:Test configurations andproperties of some European soft -and hardwood species[J].Engineering Structures,2018,172:554-572.
[23] Gavric I,F(xiàn)ragiacomo M,Ceccotti A.Cyclic Behavior of CLTWall Systems:Experimental Tests and Analytical Prediction Mod-els[J].Journal ofStructural Engineering,2015,141(11) :4015034.
[24]Klobcar S. Influence of openings on shear capacity of woodenwalls[J].new zealand journal of timber design,2005.
[25] YasumuraM,Kobayashi K,Okabe M.FailureanalysisofCLTshear walls with openings subjected to horizontal and verticalloads:World Conference on Timber Engineering[C].Vienna,Austria, 2016.
[26]Dujic B,Aicher S,Zarni R. Investigations on in- plane load-ed wooden elements -influence of loading and boundary condi-tions[J]. 2005.
[27]Popovski M, Schneider J, Schweinsteiger M. Lateral load resist-ance of cross -laminated wood panels:World conference on tim-ber engineering[C]. 2010.
[28]何敏娟,王希珺,李征.往復(fù)荷載下正交膠合木剪力墻的承載能力與變形模式研究[J].土木工程學(xué)報(bào),2020,53(9):60 -67.
[29]Pio M,Sandhaas C. Quasi-Static and Pseudo -Dynamic Testson XLAM Walls and Buildings[J].2006.
[30]Ceccotti A,F(xiàn)ollesa M. Seismic behaviour of multi - storey X -Lam buildings: nternational workshop - earthquake engineeringon timber structures[C].2006.
[31]Akbas T, Sause R,Ricles JM,et al. Analytical and Experimen-tal Lateral -Load Response of Self -Centering Posttensioned CLTWalls[J].Journal ofStructural Engineering,2O17,143(6) :4017019.
[32]Ganey R,Berman J,Akbas T,et al. Experimental Investigationof Self-Centering Cross-Laminated Timber Walls[J].JournalofStructural Engineering,2017,143(10):4017135.
[33]胡德強(qiáng),何敏娟.正交膠合木預(yù)應(yīng)力剪力墻體系優(yōu)化[J].建筑結(jié)構(gòu),2018,48(10):50-55.
[34]孫曉峰,何敏娟,李征.往復(fù)荷載下預(yù)應(yīng)力正交膠合木剪力墻抗側(cè)力性能研究[J].土木工程學(xué)報(bào),2020,53(3):11 -18.
[35]綠水青山里的奮斗足跡之學(xué)習(xí)貫徹黨的二十大精神[J].林業(yè)與生態(tài),2022(11):2.
[36] 肖莉.共議綠色碳匯與低碳木結(jié)構(gòu)建筑現(xiàn)代木結(jié)構(gòu)建筑政策國(guó)際研討會(huì)在京召開(kāi)[J].建設(shè)科技,2018(5):5.
[37] 多高層木結(jié)構(gòu)建筑技術(shù)標(biāo)準(zhǔn):GBT51226-2017[S].北京:中國(guó)建筑工業(yè)出版社,2017.
[38]陳畫(huà).共商綠色碳匯與低碳木結(jié)構(gòu)建筑現(xiàn)代木結(jié)構(gòu)建筑政策國(guó)際研討會(huì)在京召開(kāi)[J].國(guó)際木業(yè),2018,48(1):14-15.
[39]徐強(qiáng),張念恩.裝配式現(xiàn)代木結(jié)構(gòu)建筑建設(shè)應(yīng)用研究[J].安徽建筑,2021,28(5):45-46.