现代木结构用于空间屋面体系的可行性研究

摘要

作为一种建筑材料，木材同混凝土、钢材相比也有许多优点。木材因其材料和结构上的特性以及美学上的价值在发达国家广泛用于住宅、商业和公共建筑中。　　木结构曾经在中国得到广泛应用而成为中国建筑史上最主要的建造方式之一，只是在最近几十年，由于森林资源的缺乏，我国很少建造木结构建筑，木结构的发展受到极大的影响。目前我国在现代木结构建筑的应用上，无论是对材料的认识、选择和加工，还是对木结构建筑的技术要点、设计方法和技术规范，同西方发达国家相比已有一定的差距。　　随着中国加入WTO，国外木结构已经逐渐出现在中国建筑市场，但木结构的应用主要还是集中在住宅建筑，而在公共建筑中的应用还是很少。　　新的《木结构设计规范》的颁布标志着木结构建筑在我国的复苏，但大多数人对木结构还缺乏足够的认识，对木结构的了解还有一个过程。现代木结构已经在一定程度上超越了传统木结构。本文首先对现代木结构的材料、结构形式及连接进行了简要的介绍。对设计师了解材料、选择材料、提高结构的可靠性能、降低成本等有一定价值。人们普遍认为木结构容易着火不安全、容易腐蚀寿命短。本文对中国和国外木结构防火设计进行了介绍和对比，展望了木结构防火设计发展方向：未来木结构防火设计将是基于性能的防火设计。然后本文以一个实际会议厅的空间屋面体系为例，对其屋面体系分别采用木结构方案、钢结构方案和混凝土结构方案进行设计，对不同结构形式的屋面体系从屋面自重、经济性和环保性能三方面展开比较，研究木结构用于公共建筑屋面体系的可行性。通过比较，得知本文设想的木结构屋面方案有一定的优势也有一些不足，并对造成不足的原因进行了分析。综合考虑各种因素，木结构用于空间屋面体系还是可行的。所以木结构在中国的适应范围不仅仅是住宅，也可用于公共建筑。

目录

文摘

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第1章绪论

1.1木结构在国内外的应用

1.1.1木结构在国外的应用

1.1.2木结构在我国的兴衰

1.2木结构的优点和缺点

1.2.1木材作为结构用材的优点

1.2.2木结构存在的缺点

1.3木结构在中国的前景

1.4本文的研究方向

第2章现代木结构的材料、结构形式及连接

2.1引言

2.2木材作为结构用材的主要特点

2.2.1强度

2.2.2吸湿性

2.3结构木材分类及用途

2.3.1锯材

2.3.2工程木制品

2.4木结构的主要结构形式

2.4.1梁柱结构体系(Post and beam construction)

2.4.2轻型木结构体系(Light wood frame construction)

2.4.3杂交结构体系

2.5木结构的连接

第3章木结构防火、防腐蚀及防虫蛀

3.1木结构防火

3.1.1引言

3.1.2中外木结构规范对木结构防火的规定与比较

3.1.3基于性能木结构防火设计(performance-based requirements)

3.2木结构防腐蚀和防虫蛀

3.2.1木结构防腐蚀

3.2.2木结构防虫蛀

第4章木结构屋面体系设计方案

4.1工程实例

4.1.1工程概况

4.2木结构屋面方案设计

4.2.1结构形式

4.2.2结构分析与设计

4.2.3木结构的防火

4.2.4木结构防腐蚀和防虫蛀

4.3屋面主要工程量统计

第5章钢结构屋面体系设计方案

5.1引言

5.2钢结构屋面的结构层方案设计

5.2.1结构形式

5.2.2结构分析与设计

5.3维护层设计

5.4屋面主要工程量统计

第6章混凝土结构屋面体系设计方案

6.1钢筋混凝土屋面设计方案

6.1.1结构形式

6.1.2结构分析与设计

6.2预应力混凝土屋面设计方案

6.2.1结构形式

6.2.2结构抗侧刚度对有效预应力建立的影响

6.2.3柱抗侧刚度对梁预应力影响理论分析

6.2.4结构分析与设计

6.3预应力混凝土屋面方案与钢筋混凝土屋面方案的经济性比较

第7章三种不同结构形式屋面体系的比较

7.1引言

7.2三种结构形式屋面自重的比较

7.3三种结构形式屋面经济性的比较

7.4三种结构形式屋面环保性能的比较

7.4.1建筑材料生产过程中资源消耗

7.4.2能源消耗

7.4.3环境影响

7.4.4绿色建筑的评分标准

7.4.5三种不同结构形式屋面体系的环保性能比较

第8章结束语

8.1主要结论

8.2展望

致谢

参考文献

个人简历 在读期间发表的学术论文与研究成果