摘要：木结构建筑是我国历史上的主要建筑形式，具有能耗低、污染小，有利于节约资源，促进建筑领域建设的发展，推动我国建筑与生态相协调的可持续发展的重要战略。随着工艺技术的提高，木结构的发展也将逐步步入推广，进入新阶段，必有广阔的前景。本文概述木结构的优势，分析木结构设计基本原则，最后研究现代木结构设计应用，以供参考。
关键词：木结构，设计，应用
木材作为建筑界中一个重要的角色，历史悠久，是古老的建筑材料，逐步进入公众视野。当今，展望我国以及世界各地木结构在建筑上的应用以及发展局面，木结构展现出了其自身良好的性能。木结构建筑一直以来被视为的绿色建筑，其发展符合我国可持续发展的方针。
1木结构的优势
1.1 绿色节能
相对于钢筋混凝土而言，木结构的碳排放量不仅是零排放，更是所谓的“负碳”型材料，对减缓全球气候变暖有着重要的意义。在生产过程中，所形成的废物可以作为燃料，也可填埋，无污染，可自行降解融入土壤。施工时，木结构采用的是干法施工，节约了水源。寒季时，木结构是天然的保温材料，其保温性能是钢筋混凝土的十几倍，对能源的消耗更少，起到了节能的作用。
1.2 抗震性能
木结构的自身较轻，地震时，其结构稳定，抗震性能较好。相对其他建筑，其所造成的伤害要小得多。木结构属于柔性结构，能很好地抵抗地震产生的冲击波，在承受荷载时，产生变形，会吸收一定的地震能量。大量的实践表明，在地震灾难发生时，都表现出优良的抗震性能，保持结构的稳定性和完整性，降低危险，减少人员伤亡。
1.3 施工周期
木结构的各种构件都是预制构件，做成之后又工厂厂家运输到现场，然后进行拼装，强度低，节约了劳动成本，施工时，基本不受天气的影响，因此，施工过程较快，缩短了施工周期。一般的普通木结构别墅的建筑周期大约是 2 个月，但是同等规模的钢筋混凝土别墅的建设周期为 4～6 个月，其所需的人工劳动力也很大，造成资源浪费。
2现代木结构设计基本原则
进行木结构设计要遵循以下几项基本原则：(1)简单为上，越简洁越好。这同时也是建筑师的准则，要设定好建筑规则，这样可以让施工更为简便。(2)当你有很多木零件时，不要浪费它们，因为不同的截面和细节上都会用到这些零件，你需要它们共同支撑起整座建筑。(3)尝试将具有自身独特特质的木材与其他材料结合，比如钢、混凝土，这种复合型材料的搭配使用可以搭建出非常美丽的建筑。(4)木材非常具有美感，不要在视觉上用其他材料来破坏木制的美感，包括一些机械的或者声学的结构，可以将这些结构巧妙地隐藏在木结构当中。最后，作为一名工程师，我建议不要过度设计，要尝试做最简单的尝试，安全至上，可以稍微保守一些，寻找安全和经济的平衡点，同时在考虑安全的同时也要考虑美感。总之，不同的限制因素在工程规则方面都是非常重要的，需要把方方面面都结合起来考虑，才能创造出一个动人的作品。
3现代木结构设计应用
3.1木结构的防火构造设计
在木结构建筑的建设中，对于建筑防火的设计应该给予极大的重视，设计者应该充分考虑防火规范的要求，设计合理的建筑防火等级。轻型木结构建筑的整体体防火性能主要是由其结构构件和敷面材料组成的系统防火性能决定的。虽然木材是可燃材料，但其自身导热性较低，而且建筑构件燃烧时，其表面会形成碳化层，有着良好的隔热效果，能够有效的降低木材的燃烧速度，整体耐火极限相对较高。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆而且，其室内墙面装饰的材料通常为纸面石膏扳，能够极大的降低木结构受到的热效应影响，提高构件的耐火极限，选用厚度较大的石膏板能够使木结构建筑有着足够的耐火时间。从而达到要求耐火极限。
在具体的设计中，应该根据设置挡火构造，并且根据高温气体的传播方式和火焰的蔓延方式设置不同的挡火构造，如竖向挡火和水平挡火。通常而言，在墙体的顶、底粱板和楼盖中的端部桁架以及其端部支撑都可以作为竖向挡火构件，当竖向空间的高度大于三米时，应该提高挡火构件的竖向高度，从而通过封闭的空间环境对氧气供应形成现值，以局限火焰的增长。在每个空间中，水平挡火面积应该小于三百平方米，而且每个空间的长度和宽度都应该小于二十米。通常在工字形格栅或实木锯材的建筑盖中，吊顶可以置于构件底部，从挡火结构上看，格栅之间的支撑能够视为水平挡火构件。在轻型桁架的建筑盖中，应该根据空间的实际面积设立水平挡火构件。
3.2防风构造设计
相对于砖混结构、钢结构等建筑而言，木结构有着较轻的自重，因此，必须对木结构建筑的抗风性能进行可靠性设计，这也是木结构建筑结构设计的主要内容之。除了在建筑盖和外墙墙骨柱进行剪抗风设计之外，还可以采取以下设计措施进行有效的防风：(1)在基础与底墚的墙体之间用Φ12镀锌防风螺栓连接，螺栓应预埋在基础之内，与墙体之间间距不越过1．2米；(2)设置防风拉杆，拉杆置于外墙角处预埋，规格为Φ16，对基础钢筋骨架和防风拉杆的预埋部位进行焊接，拉杆长度应与屋顶粱或屋架下弦相同；(3)在一层和二层剪力墙之间采取拉接的方式，拉接采用选用镀锌防风钢带，确保钢带拉直、拉紧，并坚实的固定于木料之上，确保对上拔力的抵抗；(4)在外墙转角处设置横向防风钢带，确保结构的整体防风性能和刚度；(5)在木屋架设斜向和水平支撑，以提高屋架的整体稳定性和刚度，增强防风性能；(6)在墙体与屋架之间设置s型防风屋架连接，并在梁与格栅之间设置连接，确保整体防风性能；(7)如果木结构建筑建设于风力较大的区域，则其上下层之间的墙体应采用锚固进行稳定的连接。
3.3木结构的防震设计
(1)对于有一定防震要求的木结构建筑在建筑的主体和关键部位采用连接件或螺栓进行连接，确保连接部位的可靠性，在基础与柱底部位应该保持紧密的解除，并通过预埋件和螺栓等较为可靠的锚固，加强连接；在屋架与墙体之间也应该进行类似的连接，对桁架和屋面系统进行稳固的连接。(2)对于结构的整体稳定性和刚度设计应该对以下部位设置支撑，根据屋面构造及其荷载情况、屋面桁架的跨度和形式设置相应的横向或垂直支撑，对房屋的纵向水平力进行良好的传导，保证桁架受压弦杆平面外稳定，避免桁架倾斜；当建筑物的屋面设置天窗时，应该对天窗进行支撑，格栅之间也应该设置相应的支撑，各支撑间距以1.22米为宜。以最大限度地提高楼板钢度。(3)在规范要求下合理设置支座上格栅与粱之间的搁置长度。在地震区，建筑物的屋面桁架应该在柱墙上进行直接支撑；结构面板应该设置较大的厚度，并通过钉连接，有效的传递面板所承受的剪力到整体框架或屋盖和墙体上。(4)对于以上的防震设计措施，应该首先将木结构架墙、屋盖进行系统稳定的连接，将整体房屋形成一个坚固的系统结构，确保防震发生之后，房屋能够保持抗震的系统性，从而从根本上提高结构的整体抗震性能。此外，在对木结构建筑的抗震性能进行整体设计时，应该注意建筑的体型应力规整，确保其中不存在突出或拐角现象，对其刚度和重量分布应坚持对称原则，还要重视房屋的整体重心位置。
通过本篇的讲解， 希望可以在木结构建筑发展方面带来很好的推动作用，木结构的推广需要不断的研究，只有这样，才能得到更好的发展。
参考文献：
[1]龙卫国.木结构设计手册（第三版）[M].北京：中国建筑工业出版社，2005.
[2]刘川.关于木结构设计的探讨[J].建筑工程技术与设计，2017(13).
[3]李群根.现代木结构设计应用研究[J].四川建材，2018(3).
论文作者:周海元
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2018年第26期
论文发表时间:2018/12/18
标签：木结构论文; 建筑论文; 桁架论文; 性能论文; 结构论文; 构件论文; 屋架论文; 《建筑学研究前沿》2018年第26期论文;