摘要：分析钢结构与木结构各自的优缺点，通过对比，指出钢木组合结构在节能环保方面的优越性能和在结构承载能力方面较原体系结构有着较大的提升。
关键词：钢木组合结构；节能环保；未来发展
前言
钢木组合结构即为将现代钢结构与传统木结构相结合的一种新型结构。一种是结构体系中的构件是由钢材与木材结合形成的，即将钢材与木材通过螺栓连接的形式形成整体构件，之后再装配至整个结构体系中；另一种是整个结构体系，主体承重构件为钢结构，而木材仅作为外包结构，包括装修的吊顶、门窗、楼梯等，这样达到建筑既具有传统的建筑风格，又更加坚固耐用的目的。
1木材与钢材
1.1木材的优缺点
优点：
①天然性：木材是一种天然材料，在人类常用的钢、木、水泥、塑料四大主材中，只有它直接取自天然，因而木材具有生产成本低、耗能小、无毒害、无污染等特点。
②质感好：木材具有易为人接受的良好触觉特性，远远优于金属和玻璃等材料。
③强重比高：木材的某些强度与重量的比值比一般金属的比值都高，是一种质轻而强度高的材料。
④保温性：木材的导热系数很小，同其它材料相比，铝的导热性是它的2000倍，塑料的导热性是它的30倍。因此，木材具有良好的保温性能。
⑤电绝缘性：木材的点传导性差，是较好的电绝缘材料。
⑥可加工性：木材软硬程度适中，容易加工。
⑦装饰性：木材本身具有天然美丽的花纹，作为家具和装饰材料，具有很好的装饰性。由于木材上述的一些独有特性。
⑧建筑应用中，木材耐火性强于钢铁（与很多人的常识相反）：很多木质古建筑经历大火后，只是外部烧焦，但是仍然屹立不倒，而内部结构的强度仍然很高；相反的是，很多钢筋混凝土建筑过火后，因为钢筋被烧软，造成建筑物倒塌，建筑严重损毁。
⑨除了一些高密度的特殊木材，多数木材的比重低于水，可以浮在水面上，可以制作船舶。
木材的主要缺点是易燃、易朽、不耐虫蛀、干缩湿涨等。
1.2钢材的优缺点
优点：
①强度高。表现为抗拉、抗压、抗弯及抗剪强度都很高。在建筑中可作为各种构件和零部件使用。在钢筋混凝土中，能弥补混凝土抗拉、抗弯、抗剪和抗裂性能较低的缺点。
②塑性和韧性较好。建筑钢材在常温下能承受较大的塑性变形，可以进行冷弯、冷拉、冷拔、冷轧、冷冲压等各种冷加工。钢材的韧性高，能经受住冲击作用；可以焊接或铆接，方便装配；能进行切削、热轧和锻造；通过热处理方法，可在相当大的程度上改变或控制钢材的性能。
缺点：
易生锈、防火性能较差、维护费用高、能耗及成本较高。
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2钢木组合结构
2.1钢木组合结构的优势
2.1.1构件优点
钢木组合结构构件能同时发挥钢材与木材各自的优点，实现优势互补，木材可以作为钢结构的侧向支撑构件，从而加强钢木组合构件的刚度，防止了钢材构件在受到较大荷载的作用时失稳提前破坏，提高了钢结构中钢材构件的承载能力。在耐火性方面，钢木组合构件更能体现出取长补短，温度在250℃时，钢材的抗拉强度略有提高，同时塑性和韧性均下降，材料有转脆的倾向，在温度达到430℃-540℃时，钢材性能急剧下降；达到600℃时，钢材强度很低，不能承担荷载。木材的耐火性能比钢材好，将钢材与木材组合成木板夹钢构件，能一定程度上提高耐火性能。同时木材在钢结构中可以起到装饰的作用。
2.1.2结构性能的提高
钢材与木材结合形成的钢木组合结构在地震作用时，由于木材本身具有一定韧性，它能较好的周期性的地震作用，在整个结构体系中，木材是结构的柔性提高，从而结构可以通过自身的变形来消耗地震能量，提高结构的安全性。
2.1.3节能环保
工程结构的发展必定要与环境相协调。从环保角度；钢木组合中，木材是天然建材，并且它再生的过程是一个绿色的过程。木材的取得需要植树，在培育树木的过程中即绿化了环境，又洁净了空气，这是一个符合可持续性发展要求的过程。从节能角度；木材是一种很好的保温隔热材料，将它应用于建筑结构中会达到冬暖夏凉的效果，降低了供暖，降温所需的能源消耗。
2.2钢木组合结构前景分析
2.2.1钢木组合结构的发展情况
相较于现在普遍存在的钢筋混凝土结构，钢木组合结构的最大优势是绿色生态，在结构工程师与建筑师进行设计时，对于环境保护的意识会逐渐提高，对于长期土木工程的发展无疑是一个良性循环。工程师接触钢木组合结构的设计，经过不断的探索与实践，会有意识的注意各个建筑工程与环境保护，节能减排的协调关系。因此，随着钢材和木材的供应充足、设计理论的不断成熟、人们观念的不断转变，钢木组合结构在现代建筑、桥梁、构筑物等方面均会有很好的发展前景和空间，对于环境保护，实现可持续发展有着及其重要的意义。
2.2.2钢木组合结构面临的难题
（1）钢材与木材的膨胀系数相差太大，木材约为钢材膨胀系数的1/300，在由于温度变化，材料发生膨胀或收缩时，钢材与木材的变形不协调，在结构内部会产生次内力。
（2）钢材与木材是两种完全不同的材料，他们的连接方式，连接节点需要做细部设计，对于节点受力情况，节点破坏形式等问题都需要进行分析与研究，从而保证整体构件的受力性能。
（3）人们对于传统的混凝土结构的信任已经产生了一种心理依赖，对于钢木组合这种新型结构尚不了解，对于其安全性，舒适性和稳定性等方面都存在疑虑，故需要加大钢木组合结构的宣传与推广。
3结语
钢木组合结构的发展还比较缓慢，目前对于钢木组合结构材料的协调性，钢木组合结构的受力机理，抗震性能等方面的问题都还需要进行不断的实践与实验探究。此外，钢木组合结构要在社会中进行广泛应用还需提高它的认知度，让人们了解钢木组合结构，信任钢木组合结构，在未来的土木工建筑行业中，钢木组合结构由于其独有的绿色生态，可持续发展的特点，必将得到人们的认可与应用。
参考文献
[1]白润山 江卓林 浅谈钢木组合结构的研究进展 河北建筑工程学院学报2016（03）
[2]李闻影 潘福婷 云浩 钢木组合结构在土木工程中的应用与发展 安徽建筑2014（01）
论文作者:郑鹏
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2018年第13期
论文发表时间:2018/9/29
标签：组合论文; 木材论文; 结构论文; 钢材论文; 构件论文; 性能论文; 材料论文; 《建筑学研究前沿》2018年第13期论文;