木质复合材料在装配式钢木结构建筑中的应用

李伟娜

（河北工程技术学院，河北 石家庄 050091）

装配式结构建筑采取木质复合材料，不但能有效改善木质资源的不足，而且有助于加速装配式钢木建筑的整体发展，究其原因与木质复合材料强度、韧性及抗弹性等较强有关，故此能满足装配式钢木结构的需要，达到防潮、环保的效果。

1 木质复合材料、装配式钢木结构建筑的相关情况概述

1.1 木质复合材料情况

常规粘合工艺所制成的产品，比如：纤维板、刨花板和胶合板，均属于木质复合材料。相关研究人员表示，木质复合材料经木材、不少于1种非木材料所制成的多项固体所构成，树木为人类早期应用的材料，在社会经济发展中可发挥关键的作用，木材为材料的主要部分，钢铁、木材，以及塑料、水泥中均为可再生材料，以促进森林资源的良好发展且可长期使用[1]。

1.1.1 纤维增强复合材料在木柱加固中的应用

纤维增强复合材料包裹于木柱适合位置，能达到约束木柱变径向形的目的，确保木柱的承载能力得以提高。经实行轴心受压试验了解到，圆形截面木柱长细比、碳纤维布纵横比设置，会对整体加固的效果构成一定的影响，因而需对加固木柱破坏特征加以深入分析，同时需准确掌握轴心受压木柱体积变形特性、最大承载力和碳纤维增强复合材料CFRP，对其抗侧的刚度和抗压刚度构成的影响。顺着轴心受压木柱纵向粘贴碳纤维布试验结果显示，纵向粘贴CFRP能加强木柱抗侧性能、承载力、变形性能等，能够获得最理想的加固效果。

1.1.2 纤维增强复合材料在木墙和板加固中的应用

使用纤维复合增强材料FRP材料加固板，可促使FRP粘贴在板受拉面，在加固单向板的时候将FRP顺着短跨的方向粘贴在板底位置，双向板则应顺着两个方向粘贴这种材料。经试验证实木地板使用玻璃纤维增强塑料GFRP加固，在提高地板剪力、刚度方面的作用突出；选用FRP材料能够实现加固木剪力墙、木框架岸面板的效果。

1.2 装配式钢木结构建筑情况

装配式钢木结构建筑（见图1）早期的形式为木构架拼装房屋，比如伦敦的水晶宫，二次世界大战后国外一些国家的住房短缺问题比较严重，所以需加强装配式钢木结构建筑建设。预制建筑的速度加快及成本控制下，促使装配式钢木结构建筑在各个国家中的发展前景均比较好。早期装配式钢木结构建筑外观相对简单，然而装配式钢木结构建筑的持续发展中，可以实行合理的设计、不断优化，从而利于解决装配式钢木结构建筑外观简单、风格单一的问题。

图1 装配式钢木结构建筑

2 建筑装配式钢木结构建筑中木质复合材料应用的重要性浅谈

2.1 有助于改善使用者的心理情绪

木质复合材料建筑、钢筋混凝土建筑，可使使用者获得不同的居住体验，其中木质复合材料建筑会给人亲近大自然的感觉，有效改善人们的生活质量、心理状态，所以建议广泛应用[2]。

2.2 有助于处理各方面的问题

采取木质复合材料进行建筑建造，利于严格控制成本、降低建筑行业生态能源消耗。经研究发现木质复合材料建筑的应用，能促进建筑行业获得良好的发展，有效改善人们的生活环境、逐渐形成不同的建筑形式。

2.3 有助于实现工艺装饰性的效果

材料形态可直接反映材料的真实形态、加强对自然环境的保护，木质复合材料、石材纹理特征、红砖表面不规则纹路等，均为材料的原始形态和特征。木材间可将较多建筑连接方式联系起来，主要体现在材料应用、建筑建造方面。通过对建筑设计方法、技术应用情况分析了解，能够转变建筑、景观，以及风景园林等的弊端，正确梳理空间环境、行为心理的关系，保证感官、建筑保持统一的状态，进而促使人们的生活环境得到有效改善[3]。

3 装配式钢木结构建筑中木质材料的应用关键点分析

3.1 木质复合材料围护材料的应用关键点

建筑物外层绝热层，能够促使建筑物内温度、湿度控制在规定的范围，并严格控制室内空调夏季制冷成本、冬季制热成本。现代木质结构建筑会将木质复合材料当作建筑围护结构，发挥隔离建筑空间、保护及通风等的效果。建筑外层存在木质复合材料，可将其当作围墙隔热材料，在平均气温较高热带温带区域中应用均能够发挥较好的效果。建筑物构建围护系统涵盖表面、内部充填物，以及外部几个围护结构部分，内外表面装饰材料木质复合材料，不能发挥保护的功效且设计工艺、生产技术方面，木质复合材料可得以优化，从而获得最理想的装饰艺术的效果。除此之外，木质复合材料容易维护，和原木进行比较木质复合材料型材力学性能稳定性较佳，定制尺寸、规格能够满足现代建筑的设计需要。木质复合材料于建筑设计、建筑物后期使用中，在节能环保、促进可持续发展方面的优势突出，木质复合材料型材属于围护结构材料，具备轻质、高强度及环保等方面的性能，能够直接反映设计人员建筑物设计的意图。

3.2 木材复合材料装饰材料应用关键点

木质复合材料存在材料坚固、表面光滑的特点，通过应用该类材料当作装饰材料，可为人们创设温馨舒适的居住空间。需要注意的是，木质复合材料属于装饰材料，在不同类型规格装饰线中应用，均可以获得比较理想的效果。地板木质复合材料型材涉及木地板、再生木地板，因地板制造工艺、性能较佳、表面硬度非常高，所以可以避免发生曲翘和瓦状变形的问题，且木地板比热比较大能发挥隔热的性能、耐磨性较佳，建议运用于家装、办公室、酒店等区域。

3.3 木质复合结构建筑应用关键点

不同类型建筑材料、建筑物，直接关系建筑物的形成结构，经对装配式钢木结构建筑材料特性分析了解到，装配式钢木结构建筑属于建筑物结构构件的基础，工作人员将原木材运用到定型结构建筑中，可以充分发挥木材的性能，加大装配结构的空间。木质复合材料抗拉强度较好，能满足拱形结构设计的实际需要，如此便于为装配式钢木结构建筑施工奠定坚实的基础。

3.3.1 胶合木结构体系应用关键点

胶合木经各种木质材料、胶合技术所制成的材料，构建胶合木结构体系的时候会应用胶合木材料，将厚度控制在30mm左右、实行数个胶合木结构拼接，从而形成完整的受力体系。建筑墙体、玻璃幕墙和轻型木等结构中，均会采用胶合木材料，构建受力结构体系的时候建筑经混凝土所构成，混凝土加装预埋件为螺栓及抗拔连接件，在此之后完成胶合木材料、预埋构件连接工作，从而提高建筑结构的水平剪力与结构剪力。此时，经胶合木结构体系传导降低建筑结构的压力，主要在建筑结构上部应用，以此降低建筑结构该位置重量，使建筑结构更加均匀。

3.3.2 原木结构体系应用关键点

原木结构体系中主要会应用圆形木质材料，配合方木/胶合木以叠加的方式组成木结构，原木结构体系支撑建筑的同时可在建筑维护中运用。原木结构体系支撑建筑阶段使用原木结构体系支撑，能将建筑结构应力施加到结构体系，其他应力经围护支撑。原木结构体系具有保温、保湿、隔音，以及水密、气密、呼吸等方面的功能，故此利于确保建筑内部的温湿度，并使得空气保持流通的状态。通常情况下会在医院、养老院和幼儿园等中采用这种结构体系，以此为人们创设良好的生活环境。

4 木质复合材料应用于装配式钢木结构建筑中的完善对策探析

4.1 借助计算机的作用实行计算

通过特定计算机辅助技术处理建筑用材选择方案非常必要，比方说：可使用Cadwork软件修复木质结构设计、建造、建筑物等，然后集成模块设计，这个过程要求考虑到特定选择模块生产链接的联系，以此逐渐形成特定3D图形，通过使用该种软件处理可在日后版本中进行针对性指导。此外，可使用PKPM软件完成构建结构设计，发挥提取/构建建筑模型、分析动态能源消耗，以及节能设计等方面的作用，利于从根本上降低设计人员的工作压力及工作量。

4.2 木质复合材料优化方法

绿色节能环保理念下，采用木质复合材料可改善资源短缺的问题、降低对环境构成的不良影响，使资源得到合理的利用。为取代天然木质材料要求科学使用木质复合材料，发挥其力学方面的性能、提高连接的强度，从而保证木质复合材料在装配式钢木结构建筑中应用的整体效果。

5 结语

建筑行业中木质复合材料结构、装饰、环保、成本等方面的优势突出，木质复合材料在现代建筑中应用的效果较好，比如改善使用者心理状态、处理各方面问题、工艺装饰等，因而建议运用于装配式钢木结构建筑。