Experimental study on full scale light frame wood house under repeated lateral load

In order to obtain a deeper understanding of the behavior of the structure under high wind load,this paper conducted an experimental study on a full-scale L-shaped single story light frame wood house under the uniform lateral load simulated using a gasbag.The investigation involved the performance of light frame wood structure after it experienced the repeated cyclic lateral wind load as well as the performance of the structure under the ultimate lateral load.Then,the study verified that light frame wood structure can resist repeated cyclic wind loads without observable degradation in stiffness during the anticipated serve life,and recommended shear wall percent drift restriction for lateral wind load design of wood structure in serviceability limit states is 1/400 drift,and in ultimate limit states is 1/80 drift.The conclusions of this paper can be benefit for the engineering practice of the light frame wood structures in high wind load regions.

轻木结构建筑围护结构热桥优化研究——以天津为例

围护结构热桥降低了墙体的平均热阻,这不仅增加了围护结构的局部传热从而增加建筑能耗,而且改变了围护结构内表面的温度环境,引发建筑的结露现象。使用红外热成像仪对天津市的轻木结构建筑围护结构进行红外热测试分析,发现轻木结构建筑围护结构存在热桥现象;通过二维传热模拟软件PTemp对目前轻木结构建筑围护结构的保温构造做法进行传热模拟,验证了轻木结构建筑围护结构的保温构造做法的确存在热桥现象;在此基础上,采用“外墙外保温”、“错位墙骨柱保温”及“双墙骨柱保温”3种优化构造做法,并经模拟分析比较后发现3种优化构造做法均能解决围护结构热桥问题,其中,采用“外墙外保温”的构造做法适用范围更广、成本更低、更符合设计要求而值得推广应用。

开槽沉头自攻螺钉增强轻型木结构剪力墙抗侧性能研究

轻型木结构剪力墙在水平荷载作用下常发生墙骨柱上拔破坏,从而削弱剪力墙的抗侧性能。本研究提出采用自攻螺钉连接边墙骨柱与底梁板的轻型木结构剪力墙,并以骨架钉种类、自攻螺钉直径和长度为变量,对传统轻型木结构剪力墙和自攻螺钉增强轻型木结构剪力墙进行单调加载对比试验。结果表明:剪力墙破坏时,其边墙骨柱弯曲且上拔较小,覆面板与墙骨柱间破坏较轻。与普通剪力墙相比,自攻螺钉增强剪力墙抗剪强度提高16%~33%,弹性抗侧刚度提高27%~111%,延性系数提高1.7%~31.7%,耗能提高2%~18.8%。因此,采用自攻螺钉连接边墙骨柱与底梁板可以有效提高剪力墙抗侧性能。

Rhino.Inside.Revit辅助下的轻型木结构墙体框架参数化设计方法

随着“双碳”目标的提出,具有固碳效用的轻型木结构建筑得到了市场的广泛关注,而BIM技术的应用则使其市场竞争力得到了进一步的提高。但由于轻型木结构墙体框架构成较为复杂,导致建筑设计师使用BIM软件进行相关工作时存在效率低且错误率高的问题。在Rhino.Inside.Revit工具的辅助下,基于普及程度更高,用户群体更广泛的Grasshopper参数化设计平台,提出了一套全新的轻型木结构墙体框架参数化设计方法,并将其应用到某别墅项目中进行检验。研究结果表明相较于传统的手工建模和现行其他参数化设计方法而言,本方法在精确性、高效性以及易用性方面具有一定的优势,能显著提高项目前期轻型木结构墙体框架的设计效率,对于促进轻型木结构建筑的发展具有一定的现实意义。

加拿大轻型木结构在装配式建筑中的应用

以加拿大轻型木材结构住宅的建设和发展为例,来阐述轻型木结构在装配式建筑中的应用,以期为我国装配式建筑中轻型木结构的应用提供参考。

木结构建筑构件耐火性能试验研究

对木结构建筑构件进行一系列标准耐火试验,研究木结构建筑构件的耐火性能、破坏模式以及验证构件的耐火极限值。所测试的构件包括木构架墙体、木构架楼板与天花板吊顶,以及胶合木梁和木柱。研究结果表明,木结构建筑构件具有较好的耐火性能,能达到所要求的耐火极限。木构架墙体和楼板的耐火性能与石膏板的厚度和层数有关。截面尺寸较大的胶合木梁和木柱,因木材炭化速度慢,能保持1.0h以上的承载功能。试验结果为合理确定木结构的耐火性能提供了相关知识和数据。

轻型木结构剪力墙抗侧力性能试验与有限元分析

为研究国产钉连接轻型木结构剪力墙的抗侧力性能,对7组14片不同尺寸规格和构造的剪力墙进行了标准推力试验,并利用ABAQUS建立了剪力墙的有限元模型,对其工作性能进行分析.结果表明:钉连接失效是导致剪力墙破坏的主要原因;剪力墙的承载力和刚度与墙体宽度成正比;开洞剪力墙的承载性能均比宽度与洞口两侧墙肢总宽度相等的剪力墙高;石膏板对剪力墙的承载性能有显著提高作用.由试验和有限元分析结果拟合得到了预测剪力墙的荷载-位移曲线、极限承载力和刚度的经验公式.

两层轻型木结构足尺房屋模型模拟地震振动台试验研究

轻型木结构房屋在既往的地震中表现出良好的抗震性能,同时也存在某些方面的不足。对一个两层、足尺、长宽高为6m×6m×6.3m的木框架房屋进行了67个工况的振动台试验,考虑了一层横墙的门洞宽度变化和结构平面布置不对称等研究参数。试验结果表明:在0.2g以下的地震中,模型处于弹性状态;在0.55g的地震中,即使经过多次重复地震,并且一层开洞率达到60%,模型结构仍然不会发生倒塌;结构布置不对称时,结构的加速度和位移反应均较对称结构强烈,并且存在明显的扭转效应。对称结构在0.1g、0.2g和0.4g的地震中,模型结构的最大层间位移角约为1/500、1/250和1/80。试验研究的结果表明,与模型结构类似的对称轻型木结构房屋能够满足我国建筑抗震设计规范(GB50011-2001)中的8度抗震设防要求。

覆面板钉连接的承载性能试验研究

通过对60个采用国产圆钉制作的轻型木结构覆面板钉连接试件进行单调加载和单向反复加载试验,研究了钉连接的刚度退化和承载力变化规律.试验结果表明,除个别试件的覆面板断裂破坏外,绝大部分钉连接试件皆以M-c1屈服模式破坏,符合欧洲木结构设计规范钉连接计算对应的屈服模式;覆面板主方向与规格材木纹夹角对钉连接的承载性能有一定影响,但这种影响随试件放置时间的增长而减小;试件放置时间增长导致钉连接承载力和刚度下降;单向反复加载使钉连接刚度退化,而承载力略有提高,但随着反复加载次数的增加,两者都趋于稳定.通过对试验数据统计分析,得到了考虑退化的钉连接刚度计算公式.

三层轻木-混凝土混合结构足尺模型模拟地震振动台试验研究

轻型木结构在地震作用下的性能已有了一定的研究基础,但轻木混合结构的抗震性能研究尚未得到充分认识。本文重点介绍了首次进行的3层轻木-混凝土混合结构振动台试验,试验房屋下部一层为钢筋混凝土框架结构,上部二层为对称轻型木结构,模型平面尺寸为6.1m×3.7m。对5个上下抗侧刚度比不同的足尺模型,采用3种地震动沿房屋纵向激振,峰值加速度依次为0.1g^0.5g。每次激振后测定房屋自振频率及对应的阻尼,各层加速度和水平位移,木结构底部与混凝土结构顶部之间竖向相对位移以及螺栓锚固力等。试验结果表明:(1)轻木-混凝土混合结构具有良好的抗震性能;(2)上部木结构与底层混凝土结构间连接可靠;(3)5个模型的振动均以第1振型为主,但对于刚度比大的模型,下部混凝土结构的2阶振动较明显;(4)刚度比大的模型其地震反应小于刚度比小的模型。

轻型木结构墙体结构的传热特性测试与分析

为提高轻型木结构房屋围护结构的热工性能,基于稳态传热原理,采用Netzsch HFM436型热流法导热分析仪对轻型木结构墙体各组成单元及4种墙体结构试件的导热系数进行了测试。同时根据理论得到了多层平壁和组合壁导热系数计算值,并与墙体试件导热系数测定值进行了比较,进一步分析了轻型木结构墙体主体的保温性能。结果表明,4种墙体试件因其密度分布不均导致导热系数差异较大,组成轻型木结构墙体的各单元导热系数大小顺序为:石膏板>SPF(实体木材)>OSB>保温棉,且4种墙体试件的传热系数大小顺序为:(4)<(2)<(1)=(3);4种轻型木结构墙体试件的热阻测定平均值为1.760 731 m^2·K·W^(-1),其对应的传热系数h的平均值为0.567 946 W·m^(-2)·K^(-1),可对上述墙体结构进行改进以满足严寒地区的保温要求;轻型木结构墙体试件导热系数的理论计算值与实测值基本吻合,尽管测定结果存在有较小误差,但在工程实践中,仍然可以通过各层材料的热阻对墙体的热阻进行计算。

轻型木结构用材料和构件制造技术研究进展

围绕"结构用木质复合材料和构件制造技术"任务的研究目标和内容、技术路线,总结分析国产规格材和定向刨花板设计方法、轻型木桁架制造技术和设计方法、结构用木质保温板制造与性能评价技术的研究现状,概要介绍了围绕国产材料应用研究课题的总体框架,旨在提升国产结构用木质材料及构件的制造水平,促进国产材料和构件的结构应用,推动轻型木结构建筑材料的本土化发展。

有翼缘和竖向荷载的带洞口木框架剪力墙的试验研究

轻型木结构房屋在我国尚处于发展阶段,木框架剪力墙试验的目的是为我国轻型木结构房屋的推广和规范的修订提供理论和试验依据。木框架剪力墙是轻型木结构房屋中的主要抗侧力构件,研究木剪力墙的力学性能和黏滞阻尼特性是木结构房屋整体分析的基础。通过6片2.4m高6.0m长的无墙角锚栓的传统木框架剪力墙的单向和反复荷载试验,研究了竖向荷载、翼缘墙体和洞口尺寸对剪力墙的抗剪强度、弹性抗侧刚度、极限位移、墙骨柱上拔和耗能等的影响。结果表明,作用于横墙上的竖向荷载可以显著地提高剪力墙的各项性能,作用于翼缘墙体上的竖向荷载可以降低端部墙骨柱的上拔和部分提高剪力墙的抗剪强度和耗能,洞口尺寸的变化主要影响到墙体的极限位移。试件的破坏形态主要是钉节点的破坏和端部墙骨柱的上拔。

轻型木结构中覆面板钉连接承载性能试验研究

通过对222个采用中国产圆钢钉制作的轻型木结构覆面板钉连接试件进行单调加载试验,研究了它们的承载性能。试验结果表明,钉连接发生模式M-c1屈服、覆面板断裂、覆面板剪坏、规格材撕裂和钉子穿透等5种破坏;直钉连接的承载力比斜钉高,而两者刚度基本相同;覆面板主方向与规格材木纹夹角对钉连接承载力和刚度的影响很小;荷载方向与规格材木纹夹角影响钉连接的刚度,但不影响其承载力。通过与欧洲木结构设计规范钉连接计算公式的分析对比,获得了符合中国轻型木结构覆面板钉连接的刚度计算公式,为计算分析剪力墙和横隔(楼盖和屋盖)的抗侧力性能提供参考。

都江堰向峨小学轻型木结构设计与施工

2008年5月12日,四川省汶川县发生8.0级大地震,大量结构整体倒塌,造成了重大的人员伤亡和经济损失。与其他结构形式相比,轻型木结构体系质量轻、韧性好、具有良好的抗震性能。灾后重建项目都江堰市向峨小学,采用现代轻型木结构技术,充分利用木结构优越的抗震性能。但此种结构体系在我国属于新兴的建筑结构形式,缺乏结构设计和施工经验。结合该工程,说明轻型木结构设计与施工的特点。

轻型定向秸秆板-榫卯连接木骨架剪力墙抗震性能试验研究

为了促进适合我国国情的轻型木结构发展,介绍了一种自主开发的轻型定向秸秆板-榫卯连接木骨架剪力墙,该剪力墙由墙体模块、顶梁板、底梁板三部分组成,墙体模块的木骨架间采用榫卯连接,面板采用定向秸秆板。通过12片分别由3个剪力墙模块组成的剪力墙的水平单向加载和低周反复加载试验研究,得到了剪力墙的破坏特征、抗剪强度、滞回性能、延性及耗能等性能指标,分析了洞口大小、洞口位置及竖向荷载对剪力墙抗震性能的影响以及剪力墙与单个墙体模块抗震性能的区别。结果表明:剪力墙的破坏主要是面板破坏及面板与钉的连接破坏,剪力墙的抗剪强度比墙体模块的要低约10%,滞回曲线呈明显的反S型并有明显滑移,等效粘滞阻尼系数约为0.13。

现代轻型木结构住宅模数与标准化体系研究

基于住宅模块化部品设计的尺寸标准化及建筑模数化,尝试建立轻型木结构住宅标准化设计体系,以期推进木结构住宅产业从粗放型向集约型转变。提出18种模块化墙体与8种楼盖部品,建立模块化部品数据库;提出模数化的设计方法,并建立了基本模数1 M=610 mm;开展单层现代轻型木结构住宅的理论计算,通过模型制作验证了本标准化结构体系的可行性。

轻型木结构墙体传热数值计算与试验研究

应用国产杉木规格材、落叶松结构胶合板、石膏板和保温材料制备了12种轻型木结构墙体,采用传热数值计算和试验测试方法,得到了该墙体中各层材料的温度,并对计算值进行了可靠性验证,分析了墙体温度分布规律及各组成材料对墙体传热的影响.结果表明:轻型木结构墙体材料单元稳态传热数值计算的温度值与试验检测值具有高度一致性,可以采用传热数值计算真实模拟这种墙体的温度分布;轻型木结构墙体具有木墙骨之间填充和外墙板外覆面的双重保温构造,材料单元的温差直观了反映保温材料和厚度增大的木墙骨材料可降低其框架位置的热损失,而且外保温材料的阻热效果非常明显.

轻型木桁架的研究现状与发展趋势

系统介绍了轻型木桁架的类型、模型模拟、承载性能及生产应用等方面的研究进展,并针对国内木桁架的研究现状与问题提出合理建议,以期为现代木结构的发展提供参考。

我国木结构建筑行业发展现状分析

近年来,木结构建筑行业在我国快速发展。为了客观了解我国木结构建筑行业的发展状况,本文首先回顾我国木结构建筑的历史概况,介绍近十年我国木结构建筑的发展历程;然后分析我国木结构的建筑形式和发展规模,以及木结构公司的数量和分布情况;最后从木结构相关技术及标准研究两个方面,深入概括我国木结构研究现状。