2.3 装配式木结构建筑

装配式木结构是指以木材为主要受力体系的工程结构。与其他材料建造的结构相比，木结构具有资源再生、绿色环保、保温隔热、轻质、美观、建造方便、抗震和耐久等许多优点。现代装配式木结构建筑与我国传统的木结构建筑相比，虽然主要材料都是木材，但是在结构体系、建筑材料、连接方式上有本质的区别。

从建筑结构上看，传统的木结构建筑主要采用梁柱式的建筑体系，而现代木结构选择更加宽泛，可采用方木原木结构、胶合木结构和轻型木结构；从建筑材料上看，传统的木结构多采用未经加工的原木，而现代木结构使用的木材大多是经过一系列加工处理后的，木材材料和规格也会有所不同，现代木结构材料不仅是天然木材，还有许多新型木产品，如结构胶合材、层板胶合木、工字型梁和木桁架等；从连接方式上看，传统木结构基本上采用了榫卯连接，而现代木结构的连接处是由金属连接件连接而成的。

2.3.1 装配式木结构建筑材料

木材及其制品、胶黏剂、防腐剂、连接件是装配式木结构建筑的主要材料及配件。

1）常用的木材及木制品

装配式木结构建筑常用的木制品类型见表 2.3。结构用材按其加工方式的不同主要分为原木、锯材和胶合材三类。

原木是指伐倒后并除去树皮、树枝和树梢的树干。由原木锯制而成的任何尺寸的成品材或半成品材称为锯材。

胶合木是一种由木材和胶合剂经过特殊处理和加工制成的复合木材。

木制品或工程木产品主要包括木基结构板（包括结构胶合板和定向木片板）、工字形木搁栅和结构复合材（包括旋切胶合板和旋切胶合木）。

2）装配式木结构建筑中常用的构件

（1）墙骨柱

轻型木结构房屋墙体中按一定间隔布置的竖向承重骨架构件。

（2）木基结构板剪力墙

面层采用木基结构板材或石膏板，墙骨柱或间柱采用规格材、方木或胶合木构成，用于承受竖向和水平作用的墙体。

（3）木骨架组合墙体

在由规格材制作的木骨架外部覆盖墙面板，并可在木骨架构件之间的空隙内填充保温隔热及隔声材料而构成的非承重墙体。

（4）搁栅

一种截面尺寸较小的受弯木构件（包括工字形木搁栅），用于楼盖或屋盖，分别称为楼盖搁栅或屋盖搁栅。

（5）工字形木搁栅

工字形木搁栅采用锯材或结构用复合材作为翼缘，定向木片板或结构胶合板作为腹板而制作的工字形截面受弯构件。

（6）木骨架

木骨架组合墙体中按一定间距布置的非承重的规格木骨架构件。

（7）齿板

齿板经表面处理的钢板冲压成带齿板，用于轻型桁架节点连接或受拉杆件的接长。

（8）轻型木桁架

轻型木桁架采用规格材作为桁架杆件，用齿板在桁架节点处将各杆件连接而形成的木桁架。

（9）组合桁架

组合桁架主要用于支承轻型木桁架的桁架。一般由多榀相同的轻型木桁架组成。

（10）悬臂桁架

桁架端部上弦杆与下弦杆相交面的外端位于支座边沿外侧的桁架。

（11）金属连接件

金属连接件用于固定、连接、支承木桁架或木构件的专用金属构件。如梁托、螺栓、柱帽、直角连接件、金属板条等。

（12）抗拔锚固件

将墙体边界构件的上拔力传递到支承剪力墙的基础、梁或柱，或者传到剪力墙体上面或下面相应的弦杆构件上的连接件。

（13）组合梁

组合梁是由规格材或工程木产品组合制成的梁。

（14）组合柱

组合柱由规格材或工程木产品组合制成的柱。

（15）地梁板

将防腐处理的规格材制成的水平结构构件沿基础墙顶水平放置，锚固于基础梁的顶部，并支撑其上面的楼盖隔栅。

（16）钉板

钉板用于桁架节点连接的经表面镀锌处理的带圆孔金属板。连接时采用圆钉固定在杆件上。

（17）结合板

结合板用于桁架部分节点在施工现场进行连接的经表面镀锌处理的钢板，经冲压成一半带齿，另一半带圆孔的金属板。

2.3.2 装配式木结构构造

现代装配式木结构的常见结构体系有井干式木结构、轻型木结构、梁柱-支撑木结构、梁柱-剪力墙结构、CLT剪力墙以及核心筒-木结构等，见表 2.4。

木结构连接形式有很多，有特定的木与木的连接，如斗拱、榫卯、齿和销等；而现代木结构中更多的则是通过钢板及螺栓、钉、销等将木构件联系起来。连接的破坏形式有很多，随连接方式的变化而变化，设计人员必须精心设计，在特定的部位使用最合适的连接方式，以保证连接的安全性。现代木结构连接主要有以下几种类型：钉连接、螺钉连接、螺栓连接、销连接、齿板连接、裂环与剪板连接和植筋连接，其中，前四类可统称为销轴类连接，也是现代木结构中最常见的连接形式，如图 2.3 所示。

1）齿连接

齿连接是用于传统的普通木桁架节点的连接方式。将压杆的端头做成齿形，直接抵承于另一杆件的齿槽中，通过木材承压和受剪传力。为了提高其可靠性，压杆的轴线须垂直于齿槽的承压面，并通过承压面的中心，这样使压杆的垂直分力对齿槽的受剪面有压紧作用，从而提高木材的抗剪强度。如图 2.4 所示，齿连接有单齿连接和双齿连接两种形式。

2）螺栓连接和钉连接

在木结构中，螺栓和钉的工作原理是相同的。螺栓和钉阻止构件的相对移动，使得孔壁承受挤压，螺栓和钉主要承受剪力。当剪力较大时，如果螺栓和钉材料的塑性较好，则会弯曲。为了充分利用螺栓和钉受弯、与木材相互之间挤压的良好性，避免因螺栓和钉过粗、排列过密或构件过薄而导致木材被剪坏或劈裂，在构造上对木材的最小厚度、螺栓和钉的最小排列间距等需作规定。在螺栓群连接中，即一个节点上有多个螺栓共同工作时，沿受力方向布置的多个螺栓中受力分布是不均匀的，端部螺栓比中间螺栓承受更大的力，而螺栓群总体承载力又小于单个螺栓的承载力。钉连接在这方面也具有与螺栓同样的性质。木结构的螺栓连接和钉连接如图 2.5 所示。

3）齿板连接

齿板在表面已经处理过的钢板作用下形成带齿板，这种板主要用于轻型木结构中桁架节点的连接或受拉杆件的加长，如图 2.6 所示为典型齿板。