胶合木结构体系

胶合木比同样尺寸的其他结构材强度和刚度更大,也比钢材的比强度(强度与重量的比值)大。这不仅意味着胶合梁的跨度可以很大,且中间无支撑构件;而且意味着建筑师、工程师们可以突破各种限制进行建筑设计,无论是设计小住宅、还是商店大屋顶,或是公路桥梁。

现代胶合木技术

木材是世界上使用历史最悠久的建筑材料之一,人们用它来建造桥梁和船舶已有几个世纪之久,没有其他任何一种材料用途如此广泛。胶合木则更进一步地拓展了木建筑技术。

胶合木技术诞生于19世纪末的德国,而位于瑞典的Töreboda工厂是世界上最早的胶合木工厂,而且一直沿用至今。通过不断地发展,瑞典的胶合木产量如今已达到每年15万立方米。胶合木可用于学习、体育场馆、轨道交通站、工业建筑、农业建筑、商业建筑、购物中心、桥梁以及住宅。

胶合木由多层结构层板构成,高效地利用了原料。层板通过指接可以达到所需的长度,通过胶合形成所需的尺寸。如今,胶合木的生产技术已经可以制造出巨型的结构构件,而且生产能耗很低。

结构设计

如今的胶合木技术不仅可以制造出很厚、很宽和很长的直构件,弯曲构件也不在话下。直梁的截面尺寸连贯,用于单坡或双坡屋顶。大型建筑适合采用铰接梁、龙门架或拱券框架等形式的胶合木构件。

龙门架可以采用曲梁或指接梁,胶合梁可以设计成隔栅形式。薄壳结构的形式则可以不受柱网限制。此外还有许多复杂的结构体系,如拱券梁框架。采用胶合木的一大好处是,胶合木构件可以在工厂分成几部分预制以便运输,然后在施工现场拼装。胶合木成为一种令人激动的建筑材料,既是因为它可以形成曲线的拱券和框架形式,也因为它的强度非常适合大跨度。在某些项目中,胶合木的跨度已超过了100米。

建筑设计和施工

没有其他建筑材料比胶合木更能表达建筑结构之美。来自世界各地的一流建筑师们已经向世人证明了胶合木的这种非凡能力。胶合木是大跨度建筑结构框架的最佳选择。

预制单元使得胶合木结构的施工搭建简单快捷。各部件通过铆钉、螺钉和螺栓组合,不受使用时间和天气影响,使用简单工具就可以进行调节。胶合木框架一旦搭建好即可承重使用。这种材料只要使用正确,还具有极好的耐久性。

胶合木

胶合木一词泛指由平行层板方木构成的梁、拱、柱等结构构件,层板彼此胶合,顺纹方向基本平行。

木材中的一些特征,如层板中的节子,在胶合木中被分担而弱化了,这点与同种木材制成的实木构件不一样。此外,胶合木还可以获得比实木构件更大的截面尺寸和构件长度。通过认证的胶合木,特指通过相关规范进行生产、监控和获得标识的4层及以上层板的胶合木。

欧洲标准EN 14080木结构——胶合木的要求。这本欧洲标准详细规定了作为承重结构的胶合木产品要求,以及对相应的尺寸误差。通过认证的胶合木须满足标准要求,并印上标识。

通过国家和欧洲规范的胶合木要进行强度分级。强度等级由木材强度和木材来源的截面部位决定。不同强度等级的强度值和刚度值见规范。瑞典生产的胶合木强度等级满足《欧标5》的要求。《欧标5》规定以外的其他胶合木产品,例如不同的构件截面,如果通过批准,也可以作结构用材。

胶合木所采用的胶黏剂必须在长期承重的情况下保持高强度和耐久性,也只有经过长期时间考验的胶黏剂才能被使用。EN 301中作出了正式规定,将胶黏剂分为I型和II型。I型适用于各气候等级的胶合木,II型仅适用于气候等级1和2的情况下。通过批准的胶黏剂名录由北欧胶合木监管委员会提供。

胶合木产品标准——储存运输尺寸

矩形截面的笔直胶合木构件尺寸厚度一般由45毫米厚的层板构成,宽度满足锯材标准的相关范围。胶合木构件抛光后的宽度比层板宽度小几毫米。

下表为瑞典胶合木截面尺寸示例。表中尺寸为存储胶合木的首选尺寸,在胶合梁数量较少的建筑中更应谨遵。表中尺寸为含水率12%、抛光后的胶合木构件尺寸。其他尺寸的产品也能制造,取决于胶合木工厂的设计生产能力。

厚度×宽度(毫米)

90 x 90

66 x 315

115 x 360

115 x 115

90 x 180

115 x 405

140 x 135

90 x 225

115 x 450

140 x 140

90 x 270

115 x 495

160 x 160

90 x 315

115 x 630

165 x 165

90 x 360

140 x 225

42 x 180

90 x 405

140 x 270

42 x 225

90 x 450

140 x 315

42 x 270

115 x 180

140 x 360

56 x 225

115 x 225

140 x 405

56 x 270

115 x 270

66 x 270

115 x 315

使用胶合木的优点

迷人的美学形式和外观为室内外环境增色不少

比强度很大,适用于形成大跨度

常温常湿条件下,生产误差小,形式稳定性强

防火性能好——通常满足公共建筑要求

保温隔热性能好,减少冷桥和结露

重量轻,运输和施工成本低,建筑基础成本低

在有腐蚀的环境中使用寿命长

产品灵活,弯曲结构构件的生产成本比其他材料低

2010上海世博会瑞典馆胶合木结构施工
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2010上海世博会瑞典馆胶合木构件
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丹麦奥尔堡某胶合木体育馆
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瑞典Älvsbackabron大桥
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丹麦科灵城堡运用胶合木进行改造
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