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| 編輯推薦： |
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木材，被称为“会呼吸的材料”，具有轻质、较高抗压强度、易加工、环保等特性，同时还具有储存二氧化碳和调节室内湿度的功能。因此，木结构建筑具有节能、低碳、抗震性能好、居住适宜等特征，且能够进行工厂预制、装配化施工，其自身的美感丰富而独特，也是重要的绿色建筑形式之一。本书将对大跨度胶合木网格（壳）结构进行研究，重点对胶合木材料、胶合木网壳结构体系、连接节点及试验、施工安装等方面做了深入研究，并成功将研究成果应运于太原植物园温室结构设计，太原植物园温室项目于2020年10月1日正式试运营，成为我国山西省太原市极具地标性意义的大跨度胶合木空间网壳结构建筑，也是国内建成跨度的胶合木网壳结构，结构体系和连接节点复杂新颖，均为国内胶合木建筑中首次使用，在设计技术上有多项创新。项目包含三个温室，跨度为89.5m，高度29m。以木材作为主体结构的大跨度空间结构的应用具有参考借鉴价值。
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| 內容簡介： |
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本书罗列了国内外木结构建筑的研究进展及工程应用情况，阐述了木结构未来研究的重点内容和方向，总结、分析了在工程实践中存在的技术难题。选择大跨度网壳结构这种具有典型代表的空间结构进行结构体系研究，对比分析几种胶合木网壳结构体系成立的关键技术条件，全面分析胶合木网壳结构体系的特点及技术难点，提出一种可实现跨度增加、节点简化且建筑效果美观的胶合木网壳结构体系。同时对胶合木节点创新研究，设计了几种新型胶合木节点，并逐一进行节点足尺试验，深入分析节点的受力特点及承载力；根据节点试验结果，分析了节点刚度对结构体系受力及稳定性的影响。后研究了胶合木装配化安装方式及木材裂缝控制方法。将终的研究成果直接应用于国内建成跨度的胶合木网壳结构建筑——太原植物园温室。
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| 關於作者： |
李亚明 教授级高级工程师、一级注册结构工程师，现任华建集团上海建筑设计研究院有限公司总工程师，享受国务院特殊津贴。同济大学兼职教授，中国土木工程学会第九届理事会理事，中国建筑学会建筑结构分会常务理事，上海土木工程常务理事、工程结构专业委员会主任，上海市建筑学会理事、结构专业委员会副主任委员，以及全国超限高层建筑工程抗震设防审查专家委员会委员。
长期从事建筑结构设计与技术研究工作，主持设计了上海科技馆、上海天文馆、中国航海博物馆、上海国际赛车场、上海东方体育中心等十多项上海市重大工程项目，曾获住建部劳动模范、上海市五一劳动奖章。先后获得国家科技进步二等奖1项，中国建筑设计（建筑结构）金奖，上海市科技进步一等奖1项、二等奖1项。主编国家规范5部，行业、上海市标准14部。组织编制完成了“十二五”至“十四五”上海市防震减灾规划上海市建设工程抗震专项规划。
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| 目錄：
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第1 章 绪论…………………………………………………………………… 1
1.1背景…………………………………………………………………………1
1.2大跨度木空间结构分类……………………………………………………3
1.2.1网格结构……………………………………………………………4
1.2.2张拉结构……………………………………………………………5
1.3大跨度木空间结构优势……………………………………………………6
1.4大跨度木空间结构研究应用现状…………………………………………6
1.4.1工程案例……………………………………………………………6
1.4.2研究重点……………………………………………………………8
1.4.3大跨度木空间结构节点研究现状…………………………………10
1.5大跨度木空间结构发展前景………………………………………………11
1.6有待继续研究技术难点……………………………………………………12
第2 章 大跨度胶合木网壳结构体系………………………………………… 13
2.1胶合木材料特性研究………………………………………………………13
2.2大跨度胶合木网壳结构体系………………………………………………15
2.2.1概况…………………………………………………………………15
2.2.2温室结构体系方案一………………………………………………16
2.2.3温室结构体系方案二………………………………………………18
2.2.4温室结构体系方案三………………………………………………30
2.3小结…………………………………………………………………………47
第3 章 大跨度胶合木网壳结构节点………………………………………… 48
3.1“Z”字形拼接节点…………………………………………………………48
3.2主次叠放搭接节点…………………………………………………………52
3.3可调支座节点构造…………………………………………………………58
3.4拉索拉杆节点及安装方法…………………………………………………60
3.5小结…………………………………………………………………………63
第4 章 胶合木材性试验、网壳节点试验…………………………………… 64
4.1太原植物园温室项目概况…………………………………………………64
4.2材料性能试验………………………………………………………………66
4.2.1顺纹抗拉试验………………………………………………………66
4.2.2顺纹抗压试验………………………………………………………70
4.2.3横纹抗压试验………………………………………………………74
4.2.4胶合木材料评级……………………………………………………77
4.3木梁抗弯试验………………………………………………………………79
4.3.1试验对象……………………………………………………………79
4.3.2试验目的……………………………………………………………79
4.3.3试验设备……………………………………………………………80
4.3.4试验方案……………………………………………………………80
4.3.5试验结果和分析……………………………………………………81
4.4 3# 温室主构件“Z”字形拼接节点轴向受拉试验………………………85
4.4.1试验对象……………………………………………………………85
4.4.2试验目的……………………………………………………………85
4.4.3试验设备……………………………………………………………86
4.4.4试验方案……………………………………………………………86
4.4.5试验结果和分析……………………………………………………87
4.5 3# 温室主构件“Z”字形拼接节点抗弯试验……………………………90
4.5.1试验对象……………………………………………………………90
4.5.2试验目的……………………………………………………………91
4.5.3试验设备……………………………………………………………91
4.5.4试验方案……………………………………………………………92
4.5.5试验结果和分析……………………………………………………94
4.6 1# 温室主构件“Z”字形拼接节点抗弯试验……………………………99
4.6.1试验对象……………………………………………………………99
4.6.2试验目的……………………………………………………………99
4.6.3 试验设备…………………………………………………………100
4.6.4 试验方案…………………………………………………………100
4.6.5 试验结果和分析…………………………………………………102
4.7 三层杆件叠放正交节点主向剪切试验…………………………………108
4.7.1 试验对象…………………………………………………………108
4.7.2 试验目的…………………………………………………………108
4.7.3 试验设备…………………………………………………………108
4.7.4 试验方案…………………………………………………………109
4.7.5 试验结果和分析…………………………………………………110
4.8 三层杆件叠放正交节点次向剪切试验…………………………………113
4.8.1 试验对象…………………………………………………………113
4.8.2 试验目的…………………………………………………………114
4.8.3 试验设备…………………………………………………………114
4.8.4 试验方案…………………………………………………………114
4.8.5 试验结果和分析…………………………………………………115
4.9 支座节点抗弯试验………………………………………………………119
4.9.1 试验对象…………………………………………………………119
4.9.2 试验目的…………………………………………………………119
4.9.3 试验设备…………………………………………………………119
4.9.4 试验方案…………………………………………………………120
4.9.5 试验结果和分析…………………………………………………122
4.10 拉索节点装置试验…………………………………………………… 125
4.10.1 试验对象………………………………………………………125
4.10.2 试验目的………………………………………………………125
4.10.3 试验设备………………………………………………………126
4.10.4 试验方案………………………………………………………126
4.10.5 试验结果和分析………………………………………………128
4.11 小结…………………………………………………………………… 132
第5 章 胶合木网壳结构整体稳定分析…………………………………… 133
5.1 设计计算模型结果分析…………………………………………………133
5.1.1 周期与振型………………………………………………………134
5.1.2 竖向位移结果分析………………………………………………135
5.1.3 木结构杆件应力…………………………………………………137
5.1.4 结构线性屈曲分析………………………………………………138
5.1.5 结构非线性极限承载力分析……………………………………138
5.2 节点试验节点刚度………………………………………………………139
5.2.1 三层杆件正交节点主次向剪切刚度……………………………140
5.2.2 支座节点抗弯刚度………………………………………………141
5.3 增加刚度模型结果分析…………………………………………………142
5.3.1 周期与振型………………………………………………………142
5.3.2 竖向位移结果分析………………………………………………144
5.3.3 木结构杆件应力…………………………………………………146
5.3.4 结构线性屈曲分析………………………………………………147
5.3.5 结构非线性极限承载力分析……………………………………148
5.4 胶合木网壳结构安全系数………………………………………………149
5.5 小结………………………………………………………………………150
第6 章 大跨度胶合木网壳结构施工分析、装配化安装………………… 151
6.1 胶合木施工前预处理……………………………………………………151
6.2 胶合木弧梁施工吊装方法………………………………………………153
6.3 拉索安装张紧施工方法…………………………………………………157
6.4 小结………………………………………………………………………161
第7 章 胶合木构件裂缝控制、处理方法………………………………… 162
7.1 木材开裂原理……………………………………………………………162
7.2 胶合木加工特点及开裂预处理方法……………………………………163
7.3 胶合木开裂分析及处理…………………………………………………164
7.4 小结………………………………………………………………………167
参考文献…………………………………………………………………………………… 168
附录………………………………………………………………………………………… 171
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| 內容試閱：
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木材具有轻质、较高抗压强度和承载效率、易加工等特性，同时具有抗震性能好、居住适宜等特征，且能够进行工厂预制、装配化施工。其自身的美感丰富而独特，也是重要的绿色建筑形式之一。近 30年来，我国在大跨度空间结构方面已经有了长足的发展，大跨度空间结构在我国各类体育场馆、大型博物馆等公共建筑中有非常多的应用，但以木材为主体结构材料的地标性大跨度空间木结构建筑案例还相当少见。目前在国外，尤其是北美、欧洲及日本等国家及地区，已有大量可供参考的大跨度木空间结构案例，同时也取得了一定的研究成果。相比之下，国内大跨度木空间结构的应用正在逐渐扩展，但还处于起步阶段。
木结构本身展现出的独特美感也是不容忽视的一大优势，也受到了国内外建筑设计师的广泛认同。大跨度空间结构中采用木材作为主体结构材料，能够实现造型美观和绿色自然的效果。从建设单位角度看，木结构建筑也开始逐渐拥有更大的市场。在 2017年度木结构项目的应用调研中，旅游开发项目、私人住宅、园林景观是木结构项目重要的 3个市场。其中，旅游开发项目中应用木结构仍然是市场。能够预测，在未来的发展过程中，随着我国经济水平的提高，大跨度木空间结构的市场需求将会越来越大。主要原因在于∶ 在新建项目中，将有更多为满足旅游、展览、赛事而建设的体育场馆、展览馆、温室、接待中心等建筑。这些建筑往往需要横跨较大的空间范围，因此大跨度空间结构将成为非常好的选择。同时，胶合木质轻且具有很高的承载效率，与大跨度空间结构的要求不谋而合，因此大跨度木空间结构具有很好的发展前景。
本书深入研究胶合木网壳结构体系特点，提出一种双向交叉叠放木拱梁形成的网壳结构新体系，同时研究开发了新型连接节点，全面掌握大跨度胶合木网壳结构的材料、设计、分析、加工制作、施工等方面的工程特点和技术手段。太原植物园温室建筑为本书工程案例，是目前国内外已建成跨度的胶合木网壳结构建筑（跨度达到 89.5m），可为国内胶合木空间结构设计提供技术参考，为推动国内胶合木空间结构的发展及工程应用贡献一份力量。本书还重点着眼于大跨度胶合木网壳结构体系成立的关键技术条件，开发了弧形曲梁的拼接节点及叠放连接节点，提供了网壳下部增设控制稳定的双向拉索后带来施工张拉困难的解决方案。
连接节点设计往往是胶合木结构设计的关键，常规网壳结构杆件共面，在杆件交汇点部分杆件必然需要断开，采用钢插板和螺栓/螺钉的形式连接，无法做到节点完全刚接，且建筑外观不能实现全木的建筑效果，而单层网壳结构体系成立的关键是杆件节点需要刚接，非常有必要提出一种新型的胶合木网壳结构体系，使胶合木建筑功能多样化变为可能。
本书共 7章，第1章主要总结了胶合木建筑在国内外的研究及应用现状，对木空间结构进行了分类;第 2 章分析了胶合木材料的特点，并对胶合木网壳结构体系进行研究，通过对比分析 3种胶合木网壳结构体系的特点，得到胶合木网壳结构体系成立的关键技术及设计的难点;第 3 章对胶合木结构连接节点进行创新研究，提供了详细的节点设计信息及节点受力特点，对具有特殊安装要求的节点提供详细的安装方法;第 4 章主要对胶合木进行材性试验，对胶合木节点进行足尺试验研究，得到节点的刚度、承载力及节点极限破坏特点;第 5章对胶合木网壳结构的稳定性进行了分析，将试验结果中的节点刚度施加到计算模型中进行整体稳定性对比分析;第 6章对胶合木材料的处理方式及网壳结构的装配化安装过程进行了详细阐述;第7章分析了木结构开裂的类型及原因，对裂缝控制及处理方法进行了总结。
本书的编写得到了上海建筑设计研究院有限公司设计团队贾水钟、李瑞雄、吕昕等的支持，其中节点试验得到了同济大学何敏娟教授及其团队的帮助，在此一并表示感谢。
由于笔者水平有限，书中难免存在不当与疏漏之处，敬请各位同仁批评指正。
李亚明
2020 年10 月 10日，上海
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