胶合木建筑

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，20世纪初引入瑞典。瑞典的Töreboda工厂是世界上最早的胶合木工厂，而且一直开放至今。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，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—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。

下面是以瑞典胶合木截面尺寸为例。下面尺寸为存储胶合木的首选尺寸，尤其是在在胶合梁数量较少的建筑中更应如此。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。

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

使用胶合木的好处

正交胶合木 - 一种领先的实木板材体系

正交胶合木是可供中高层建筑采用的先进材料。虽然技术相对较新，且尚未得到中国相关规范的认可，但它已经被广泛应用于欧洲。迄今为止，在瑞典、奥地利、挪威、德国、英国等欧洲国家已建起许多6至20层的木结构建筑。

正交胶合板材粘合在一起，用于建造墙壁和梁架。板材在工厂通过电脑控制进行机械预制，误差极小。板材在运抵施工现场前就预制留好了门窗洞口，而且线路和管通道也已经预留。墙体隔热性能好，大大提升了建筑能效。正交胶合木具有优越的承载性能，包括抗水平风力和地震力的横向稳定性，以及良好的消防安全性能，适用于中高层建筑。由于大量使用木材，采用实木板材建造的建筑物的碳汇能力很强。

下表为某奥地利工厂生产的正交胶合木产品描述。

用途 主要用于住宅及其他建筑的墙体，天花板和顶板

旋切板胶合木（Laminated Veneer Lumber, LVL）是一种广泛应用于建筑与桥梁的工程木制品，在国内也被称为“单板层积材”。旋切板胶合木（LVL）梁、柱、板因其优点众多、用途多样及结构性能可靠，已成为现代木结构建筑的重要组成部分。（图1.1.1）

LVL是由3mm厚的单板通过耐候的酚醛胶黏剂胶合而成。这也意味着LVL产品尺寸不受原材料尺寸的限制，甚至小径级的原木也可用于生产大型的LVL梁和板。在生产LVL过程中，将原木去皮后用于生产单板时，木材的任何自然缺陷（如木节）就会以小碎片形式散布在单板上，这样就消除了缺陷影响，再加上层压效果从而获得了非常均匀的材料性能。尽管与所有工程木制品相同，LVL的生产制作成本比锯材高，但采用LVL进行设计时，同样的建筑结构可以设计成更小的构件截面尺寸，而且LVL也可以用于缺少合适的锯材尺寸的情形。

LVL具有强度高、刚度大和变异性较低的特性，这意味着这些性能可作为结构设计中的特征值来被充分利用。此外，由于没有较大的缺陷，LVL的强度与重量比极高，同等质量的LVL的强度是钢材的两倍。由于LVL是叠层层压结构，尺寸稳定，不翘曲、无碎裂和开裂。因为LVL出厂时已经过干燥，所以只要避免LVL构件直接露天，就能降低其在安装现场或建成建筑中产生干缩的风险。

L LVL是按精确尺寸制造的，最大限度地减少了横切与锯切损耗，由此制成的低材料损耗且质量均衡的LVL，提高了整体的材料利用率和时间效率，特别是在工业化应用和建筑构件的工厂生产中。LVL易于钻孔、切割、固定和安装，且仅需要标准的木工器具即可。而又由于质量轻，LVL构件又易于搬运，还易于与其他木制品与建筑材料相结合，可应用于屋盖椽条（图1.1.2）和结构大梁（图1.1.3）等构件。

LVL完全由可追溯、可再生和可回收的木材制成，这些木材都是经过认证的天然材料。LVL还可以用作建筑中的碳储存库：1m3的LVL中含有相当于789 kg的 CO2的储存量，使其成为一种环境的选择

旋切板胶合（LVL）具有下列特性与优点：

旋切板胶合（LVL）制品分为两类：一类为制作时每层旋切板的木纹平行于成品板长度方向，也就是通常的旋切板顺纹胶合木（LVL-P）。另一类为制作时20%的旋切板的木纹与成品板长度方向正交放置的旋切板正交胶合木（LVL-C）。

1.1.1 用于梁和柱的旋切板顺纹胶合木LVL-P

旋切板顺纹胶合木（LVL-P）由3mm厚的单板以相同方向铺设，通过耐候且耐煮沸的酚醛胶粘剂胶合而成。这种结构提高了材料的强度性能，该特性具有很小的变异性。LVL-P构件可以作为横梁和立柱在建筑体系中得到各种应用，即使在有限空间内，也可无需重型机械而进行建造和安装。

LVL-P梁是由最高强度等级的单板制成，通过优化的尺寸和高厚比，从而提供了良好的材料利用效率。LVL-P梁较高的强重比，使其可形成跨度较大且挠度较小。

LVL-P墙骨柱极其适用于室内外墙体的承重与非承重结构，且易于安装、钉接、钻孔和切割。LVL墙骨柱虽然由较低等级的单板制成，但其尺寸精确、结构强度和刚度、平直度以及无扭曲的特性，使其成为墙体结构的理想选择。

LVL-P的应用范围见下表

梁

墙骨柱

其他应用

特点和优点

1.1.2 用于结构板的旋切板正交胶合木LVL-C

旋切板正交胶合木结构板（LVL-C）是一种正交胶合的板式构件（图1.1.4），其中约20％的单板是以横向胶合。这样增强了结构板的横向强度与刚度，以及板材的连接延性。因为在面板宽度方向发生含水率变化时，横向单板可以防止收缩和膨胀，并具有更好的尺寸稳定性。LVL-C结构板或梁可广泛用于建筑中的水平与竖向承重构件，也可被设计用作大幅面承重楼面板或屋面板，起结构的支撑和稳定作用。LVL-C结构板是楼盖、屋盖和墙体，以及预制房屋的理想构件。LVL-C结构板可以裁切成现代木结构中各种特定尺寸与特殊形状（图1.1.5）。

LVL-C的应用范围见下表：

板的应用

其他应用

特点和优点

LVL的应用

旋切板胶合木（LVL）可应用于低层建筑、多层建筑、大跨木结构以及其他特殊功能建筑，图1.2.1～图1.2.5是各种应用的示意图。

LVL的其他常见应用包括了建筑工地的脚手架板、混凝土模板支承梁、门板、门框和窗框部件以及工字梁的翼缘。

图1.2.3 为LVL在大跨木结构建筑中的应用。LVL构件可与任何结构构件的主框架类型共同应用，如预制混凝土梁、钢桁架或胶合木梁。构件的具体应用见表1.2.3。

图1.2.4 为LVL在大跨木结构建筑中的应用。LVL构件可与任何结构构件的主框架类型共同应用，如预制混凝土梁、钢桁架或胶合木梁。构件的具体应用见表1.2.4。

LVL在多跨建筑中的应用

图1.2.5为LVL在既有建筑的改造中的应用。图1.2.5a为采用LVL梁加固楼盖，图1.2.5b为采用LVL桁架加固屋顶空间的阁楼框架。

混合结构 - 混凝土下层结构与木材上层结构结合

木结构与混凝土和/或钢结构相结合的混合结构对于中国的未来是一个充满希望的机遇。这包括建造具有较低楼层或较低楼层（或停车场）的混凝土建筑，并可以连接轻型节能的木材上部结构。

在欧洲，使用混凝土下层最高可以达到六层或七层的木结构建筑。在中国，建造四层混凝土的加盖最多三层的木结构的建筑将逐渐被接受。

这些混合系统非常适合用于下部分混凝土的结构用于商户，比如商店或是办公室，而上部木质结构可用于住宅。在某些情况下，这种混合结构建筑可能是最实用，最高效和最经济的选择。

混合结构：混凝土结构中的木架墙 中国消防安全法规允许在最高六层或六层以下的住宅建筑，办公建筑和一些工厂和仓库建筑的混凝土结构中使用木架组合墙体，甚至可高达七层。在这些年里，这样物美价廉的建筑模式在北欧一直在建设，并有高达20层的建筑。其中越来越严格的能源效率要求也是选择此种建筑结构的重要因素。

外填充墙很轻，因为它们被设计成仅承受其自身重量以及直接风和地震负荷的直接影响。它们可以在工厂预制，也可以在现场建造，并且相对于其厚度具有很好的绝缘特性，比传统的混凝土，砖石或钢结构具有更好的能源性能。

在混凝土和钢结构内墙使用木框架作为隔断的情况下，它们提供了设计灵活性，包括地板布局，防火，隔音和翻新。木质填充隔断是非结构性的，轻盈的，并且适用于范围很广的内部装修。它们也可以设计成满足公寓隔墙的防火和隔音要求。木框架隔板最多可批准十八层。

木架结构作为非承重外墙的好处：

混合结构：混凝土结构与木质屋顶结合 在中国有很多典型的混凝土中层住宅楼的平面屋顶都有漏雨的问题，并且隔热性差，无法节能和保持舒适性。在平面屋顶上面可有效地利用倾斜的木结构桁架屋顶覆盖。这是一种经济有效的方法，它可以防止雨水进入，改善建筑物的外观，并降低能源成本，并在屋顶空腔中增加隔热效果。这还能有效的提供一个舒适的多余的居住空间，或是可以用来安装暖气，冷风或是通风的机械系统。

该系统对于安装新型屋顶架构用来取代旧的屋顶架构具有非常高的竞争力。

轻型木架结构 - 多应用于低层建筑

木质结构建筑已经在中国发展了，从上海和北京郊区的单户家庭住宅到土地资源丰富的农村的低成本住宅。这已经证实了轻型木结构建筑成本竞争力，并且与混凝土和钢制框架外壳相比性能良好。

还有更多可以做的。轻型木结构也是中国其他类型的建筑要求的良好解决方案。这些包括了中等密度的多层公寓，小型商业和办公大楼，学校，诊所，疗养院，学校和研究所，体育运动场地以及其他娱乐设施。

轻型木结构：多层建筑

建造高密度、多户住宅木建筑，从2至3层的木结构公寓小区，到欧洲发展成熟的高层木结构住宅，将有助于解决中国的住房紧缺问题。

低建造成本、高效工业化生产建造、节能效果、抗震效果和人们逐步提高的环保意识，使轻型木结构建筑在一些地区已经广受欢迎。木建筑自重轻，因此在不需要扩大桩基的情况下就可以建造多层木建筑。

自2009年起，中国的防火规范还不允许建造4层及以上的轻型木结构住宅，但规范正在进行修订，而且项目经验证明，木建筑完全可以建造更多层数。

中国的轻型木结构

目前在中国，轻型木结构只用于2至3层的独户住宅和集合住宅。木构件构成结构框架，外包木结构板材。轻型木结构建筑的基础通常为混凝土基础，一层楼板为木楼板或混凝土楼板，并以之为平台建造上一层墙体，以此类推。轻型木结构建筑在屋盖和墙体空间填充保温材料以达到良好的保温效果。屋面和墙面铺设防水材料以满足防水、防潮要求。轻型木结构建筑室内墙板采用石膏板以满足防火要求，外墙外侧面可选用涂料、挂板、贴砖等多种外饰面材料。轻型木结构采用小尺寸规格材和钉连接，多条荷载传递通路使其具有较高的结构安全冗余度，在地震和强风作用下结构安全性能高。

低层集合住宅与独户住宅采用相同的技术，需满足同样的建筑标准，分户墙应采用达到规范规定防火等级的材料构件。每户面积一般在100至300平方米之间。

多层轻型木结构建筑在许多国家广受欢迎。在5至6层的项目中，公寓一般布置在同层，上下层之间通过防火构件隔开。这种多层建筑需要运用支撑墙和连接不同构件的重型金属连接件来保证建筑的水平稳定性。噪声控制是多层轻型木结构必须考虑的一大因素，而现有技术能大大减少声音在楼板和墙体之间的传播。