朱建偉

（內(nèi)蒙古大興安嶺林業(yè)科學(xué)技術(shù)研究所 內(nèi)蒙古，牙克石 022150）

1 前言

膠合木是木材強(qiáng)度分段的工程木產(chǎn)品。根據(jù)木材的特性，在不同的位置下，將其用高耐久性的膠粘劑膠合在一起。在預(yù)制材料、短小的材料、木材加工和木材加工以及材料的生產(chǎn)中，和人工林的小徑材，運(yùn)用膠合技術(shù)，變短為長(zhǎng)、變窄為寬，變薄為厚，可以通過(guò)組合不同尺寸的層合板進(jìn)行優(yōu)化，以在必要時(shí)有效避免木材缺陷。確保最好地使用低質(zhì)量的木材，使部件具有高強(qiáng)度和耐久性。

2 膠合木的主要性能

隨著現(xiàn)代建筑結(jié)構(gòu)理論和技術(shù)的發(fā)展，工程師們正在不斷研究建筑形式，在不影響其經(jīng)濟(jì)適用性的前提下，如何才能最有效地利用外層空間建設(shè)綠色建筑成為一個(gè)更加高遠(yuǎn)的目標(biāo)。空間膠合木結(jié)構(gòu)的廣泛應(yīng)用尤為重要，我國(guó)在膠合木結(jié)構(gòu)領(lǐng)域的研究與應(yīng)用遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于發(fā)達(dá)國(guó)家。因此，必須加強(qiáng)對(duì)其結(jié)構(gòu)特征的研究。膠合木結(jié)構(gòu)為我國(guó)裝配結(jié)構(gòu)的發(fā)展奠定了夯實(shí)的技術(shù)基礎(chǔ)。膠合木結(jié)構(gòu)具有美觀舒適、節(jié)能環(huán)保、保溫隔熱等特點(diǎn)，抗震性能也有其獨(dú)特的特點(diǎn)：

2.1 合理優(yōu)化使用木材

雖然實(shí)木鋸材的尺寸和類(lèi)型不同，但其橫截面的大小和長(zhǎng)度取決于原材料本身的限制，所以對(duì)于大跨度構(gòu)建，實(shí)木鋸材很難達(dá)到要求。在這種情況下，可以運(yùn)用膠合木構(gòu)件。隨著生產(chǎn)和技術(shù)的發(fā)展，除了傳統(tǒng)的實(shí)心鋸材生產(chǎn)外，還出現(xiàn)了一些復(fù)合結(jié)構(gòu)膠合木。單層木或其他聚合物材料可用于拉伸或壓縮結(jié)構(gòu)，可大大提高結(jié)構(gòu)的抗拉強(qiáng)度和抗壓強(qiáng)度。

2.2 工業(yè)化生產(chǎn)

結(jié)構(gòu)膠合木可在工廠加工后裝車(chē)運(yùn)至安裝現(xiàn)場(chǎng)，大大減少了施工工作量。這不僅提高了設(shè)計(jì)精度，而且在一定程度上保證了產(chǎn)品質(zhì)量，還減少了一部分的成本費(fèi)。膠合木結(jié)構(gòu)大多采用先進(jìn)的技術(shù)、工藝和設(shè)備。產(chǎn)品加工速度快，施工機(jī)械化程度高；減少了繁重復(fù)雜的人工勞動(dòng)，根據(jù)建筑產(chǎn)業(yè)化的基本要素，優(yōu)化資源配置。

2.3 結(jié)構(gòu)形式多樣

膠合木是唯一可以彎曲的木產(chǎn)品。它能在保持木結(jié)構(gòu)自然特性的基礎(chǔ)上，產(chǎn)生相對(duì)自由的結(jié)構(gòu)構(gòu)件，因此有了更多的創(chuàng)造機(jī)會(huì)，不僅保持原有木材的天然特性，還可以極大的拓展它的用途和功能。

2.4 防火性能優(yōu)

任何建筑物必須符合建筑的消防安全標(biāo)準(zhǔn)和消防安全要求。事實(shí)上，很少有建筑能夠真的防火，只能通過(guò)延長(zhǎng)耐火極限來(lái)達(dá)到防火要求。傳統(tǒng)意義上，木材是一種可燃材料，事實(shí)上，在木材結(jié)構(gòu)表面發(fā)生火災(zāi)時(shí)，會(huì)形成一層二氧化碳，它可以防止氧氣穿透木材，有效降低木材的燃燒速度。大型承重構(gòu)件通常采用膠合木結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)。只要控制好尺寸，就可以提高阻燃極限，以滿(mǎn)足相應(yīng)的耐火要求。

3 膠合木結(jié)構(gòu)的展望

國(guó)內(nèi)外學(xué)者對(duì)膠合木結(jié)構(gòu)的一般性能和工作性能進(jìn)行了研究，主要研究了膠合木結(jié)構(gòu)的一般特性和結(jié)構(gòu)特點(diǎn)。相比之下，空間粘合結(jié)構(gòu)更具藝術(shù)性。從表面上看，它在結(jié)構(gòu)上和經(jīng)濟(jì)上更靈活，更廣泛地利用外層空間，具有廣闊的發(fā)展前景，這可以看作是復(fù)合材料結(jié)構(gòu)發(fā)展的主要方向，空間材料結(jié)構(gòu)研究中必須解決的問(wèn)題是靜、動(dòng)力特性、穩(wěn)定性、損傷和機(jī)理優(yōu)化，為了更有效地發(fā)展和推廣空間膠合木材料和結(jié)構(gòu)的應(yīng)用，空間復(fù)合結(jié)構(gòu)在各種因素影響下的結(jié)構(gòu)理論和應(yīng)用設(shè)計(jì)方法在科學(xué)層面上需要解決的問(wèn)題包括：

3.1 膠合木材料性能研究

我國(guó)擁有豐富的膠合木結(jié)構(gòu)用材資源，以及膠合木結(jié)構(gòu)的生產(chǎn)技術(shù)，迄今為止，我國(guó)可以生產(chǎn)膠合木、結(jié)構(gòu)膠合板、定向刨花板等優(yōu)質(zhì)木材材料，目前還沒(méi)有大量生產(chǎn)，因此有關(guān)木材的性能數(shù)據(jù)人工林收集的還不完整。由于缺乏對(duì)中國(guó)膠合木材料及其性能的研究，有必要加強(qiáng)和深化對(duì)集成膠合木材料性能的研究，以創(chuàng)造新的生產(chǎn)工藝，完善膠合木材料性能數(shù)據(jù)庫(kù)。

3.2 膠合木桿件結(jié)構(gòu)性能研究

在國(guó)內(nèi)，雖然《膠合木結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)范》的有關(guān)規(guī)定中有曲梁的彎曲荷載、受剪承強(qiáng)度、徑向荷載和彎曲計(jì)算公式、靜力研究等，但對(duì)直梁膠合木曲梁桿的研究越來(lái)越多，優(yōu)先考慮元件動(dòng)態(tài)性能有限的空間粘合劑和大型模塊化模型，對(duì)靜載破壞試驗(yàn)和低載反復(fù)荷載試驗(yàn)進(jìn)行了數(shù)值分析和抗震設(shè)計(jì)理論研究。

3.3 膠合木性能研究

結(jié)合國(guó)內(nèi)膠合木的性能，該材料整體結(jié)構(gòu)跨度大，在靜、動(dòng)態(tài)特性下，在節(jié)能技術(shù)和國(guó)家研究機(jī)制的影響方面還有很大盲區(qū)。需要進(jìn)行研究和開(kāi)發(fā)，以指導(dǎo)設(shè)計(jì)和工程應(yīng)用。根據(jù)大跨度膠合木結(jié)構(gòu)，制定技術(shù)規(guī)范。

4 膠合木結(jié)構(gòu)在中國(guó)的發(fā)展趨勢(shì)

隨著膠合木結(jié)構(gòu)技術(shù)的不斷引進(jìn)，膠合木產(chǎn)品進(jìn)口速度加快，具有獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)，未來(lái)我們膠合木結(jié)構(gòu)的發(fā)展趨勢(shì)包括以下幾個(gè)方面：

4.1 膠合木結(jié)構(gòu)將在建筑工程中得到越來(lái)越廣泛的應(yīng)用

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，膠合木結(jié)構(gòu)在我國(guó)許多地區(qū)得到了廣泛的應(yīng)用。除了在廟宇中引入膠合木技術(shù)外，它在學(xué)校也得到廣泛應(yīng)用。在體育、娛樂(lè)和公共建筑方面，將逐步應(yīng)用于膠合木橋梁結(jié)構(gòu)，主要是風(fēng)景名勝區(qū)、人文景觀、通橋或景觀橋。目前，在國(guó)內(nèi)一些地方，修膠合木公路橋的想法正在實(shí)施。

4.2 膠合木結(jié)構(gòu)技術(shù)的研究仍將繼續(xù)

為了保證膠合木設(shè)計(jì)在工程中的廣泛應(yīng)用，避免出現(xiàn)質(zhì)量問(wèn)題，對(duì)膠合木進(jìn)行了分類(lèi)研究。膠合木的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和材料強(qiáng)度的分類(lèi)在國(guó)家技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的制定中尤為重要，目前國(guó)內(nèi)外很多研究機(jī)構(gòu)和大學(xué)都在研究材料生產(chǎn)技術(shù)，如：在許多領(lǐng)域都有成熟而廣泛的科學(xué)成果，因此，我們需要在膠合木技術(shù)領(lǐng)域開(kāi)展研究工作，并根據(jù)需要開(kāi)展這方面的工作。

4.3 在我國(guó)各地的應(yīng)用將越來(lái)越廣

我國(guó)目前主要集中在沿海一帶的城市應(yīng)用膠合木結(jié)構(gòu)的地區(qū)。隨著我國(guó)各地區(qū)經(jīng)濟(jì)的不斷提升,對(duì)建筑節(jié)能環(huán)保的要求不斷提高,還有人們對(duì)膠合木結(jié)構(gòu)優(yōu)越特點(diǎn)不斷深入的了解和認(rèn)識(shí),并且隨著人們對(duì)工作居住環(huán)境、生活質(zhì)量要求的不斷提高,膠合木結(jié)構(gòu)必將快速風(fēng)靡在全國(guó)各地的建筑工程中。

4.4 技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)將進(jìn)一步完善

膠合木結(jié)構(gòu)工藝包括木材性能、膠粘劑性能、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、制造和驗(yàn)收施工等多個(gè)方面，同時(shí)對(duì)預(yù)制結(jié)構(gòu)工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中的生產(chǎn)質(zhì)量進(jìn)行質(zhì)量認(rèn)證和監(jiān)督管理。為保證目前膠合木工程的質(zhì)量，制定生產(chǎn)結(jié)構(gòu)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范工作逐漸開(kāi)始編制，建立體系也才逐漸開(kāi)始。隨著膠合木結(jié)構(gòu)應(yīng)用的發(fā)展和實(shí)際應(yīng)用的需要，今后我們的膠合木結(jié)構(gòu)和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范將不斷完善，并將加快我國(guó)膠合木結(jié)構(gòu)和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的引進(jìn)和應(yīng)用。

5 結(jié)束語(yǔ)

環(huán)境保護(hù)已成為世界發(fā)展的主題。使用膠合木綠色建材是非常正確的選擇。經(jīng)過(guò)幾年的不懈研究，國(guó)內(nèi)外科學(xué)家在許多領(lǐng)域都取得了令人矚目的成就，他們基本上局限于平面內(nèi)。然而，很少有人研究空間膠合木結(jié)構(gòu)的使用。膠合木結(jié)構(gòu)具有溫馨美、建筑多樣性、結(jié)構(gòu)靈活、抗震能力強(qiáng)等特點(diǎn)。性能優(yōu)良，安全節(jié)能，施工方便，具有典型的環(huán)保性能。如果進(jìn)一步研究集成材料的結(jié)構(gòu)，在我國(guó)將有很大的發(fā)展空間。因此，通過(guò)我們的努力，我們一定能夠克服困難。我們的膠合木結(jié)構(gòu)將進(jìn)入一個(gè)新的開(kāi)發(fā)過(guò)程。