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木結構范文1
關鍵詞：智能土木結構，智能材料，自診斷智能土木結構，智能控制，嵌入式智能土木結構
1.引言
建筑起初是為了滿足人類生活的舒適要求和安全要求而產生的。原始時代的建筑物是利用天然材料制造而成的能蔽風雨防侵襲的封閉空間。隨著社會生產力水平的不斷發展，人類對建筑的要求也日益復雜和多樣化，結構作為建筑的核心骨架，人們也對其提出了更高水平的要求?，F代大型建筑物如高層建筑、大跨橋梁、大型水壩、地下建筑等都要求其土木結構能提供更高的強度，以及更好的可靠性、耐久性及安全性。同時，在現代社會中，這些大型建筑物在整個國民經濟中所發揮的作用已日益重要，這也尤其要求它們應具有更強的防止災害的能力。
傳統的結構大多通過提高建筑材料的物理力學性能、采用合理的結構形式、加強施工管理以及定期結構評估與維護等傳統手段來達到并滿足這些要求。然而，這些傳統的手段均屬一種消極的、被動的方式：一旦建筑物被建成并投入使用，人們便失去了對結構的全面控制，結構失效、結構災害的發生便不以其設計者、建造者、使用者的意志為轉移了，人們對它的預測及防范工作都將是一件十分困難的事情。另外，若單純地依靠以往那種要求保證結構具有足夠的剛度、強度及延性的傳統結構工程設計理念，當結構所處環境因素超越某種程度以后，就會將既不經濟，又達不到預期的效果。
考察眾多建筑災害實例，人們發現，在整個建筑結構的設計壽命期內，都有可能發生結構失效。其原因在于：
1）由于結構抗力的衰減、正常范圍內的損傷積累而致使的強度及可靠性的降低；
2）由于材料的老化、腐蝕及力學性能的劣化（如徐變等）而導致的結構耐久性失效；
3）由于施工質量和使用不當而給結構造成的隱患以及損害；
4）由于結構長期遭受動荷載作用而造成的疲勞失效；
5）由于偶然的超載（如地震荷載、爆炸沖擊荷載等）造成的破壞。
以上這些原因都對結構的強度及安全性提出傳統設計方法無法滿足的要求。因而，對建筑結構進行實時監測進而由結構自身作出智能化反應就顯得十分必要了。
2.智能土木結構（IntelligentCivilStructure）概念的形成及研究現狀
2.1智能土木結構（IntelligentCivilStructure）概念的形成
現代材料技術的發展進步促使了人類社會進入了信息時代，信息材料的生產業已實現設計制造一體化。各種具有信息采集及傳輸功能的材料及元器件正逐漸地進入土木工程師的視野。人們開始嘗試將傳感器、驅動材料緊密地融合于結構中，同時將各種控制電路、邏輯電路、信號放大器、功率放大器以及現代計算機集成于結構大系統中。通過力、熱、光、化學、電磁等激勵和控制，使結構不僅有承受建筑荷載的能力，還具有自感知、自分析計算、自推理及自我控制的能力。具體說來，結構將能進行參數（如應變、損傷、溫度、壓力、聲音、化學反應）的檢測及檢測數據的傳輸，具有一定的數據實時計算處理能力，包括人工智能診斷推理，以及初步改變結構應力分布、強度、剛度、形狀位置等能力，簡言之，即使結構具有自診斷、自學習、自適應、自修復的能力。這就是智能土木結構概念的形成過程。
文獻將智能結構定義為：“將具有仿生命功能的材料融合于基體材料中，使制成的構件（結構）具有人們期望的智能功能，這種結構稱之為智能材料結構”。可見，智能結構是傳統結構的功能的升華。智能結構在土木結構中的應用便稱之為智能土木結構。
2.2研究現狀
如前所述，智能土木結構概念是為了解決評估結構強度、完整性、安全性及耐久性問題而提出的。對土木建筑結構的性能進行監測及預報，不僅會大大減小維修費用，而且能增強預測的能力。近來出現的無損檢測技術均不能對結構進行實時監測，也不能很好地預報結構的破損情況和進行完整性的評估。這些方法的致命缺點是預報方式是自外而內的，從信息傳播角度看，難免會夾雜進種種干擾信息，從而使檢測結果失真、低效率，甚至會導致完全錯誤的檢測結果。在結構內部埋入傳感器，組成網絡，就可實時監測結構的性能，這就是智能土木結構的自內而外的預報方式。智能土木結構在這些方面有很好的應用前景，目前主要應用于高層建筑、橋梁、大壩等工程領域。
美國80年代中后期開始在多座橋梁上布設監測傳感器，用驗證設計中的一些假定，監視施工質量和服役安全狀態，如在佛羅里達州的SunshineSkywayBridge橋上就安裝了數百個傳感器[2].英國80年代后期開始研究和安裝大型橋梁的監測儀器和設備。在我國，香港的LantanFixedCrossingBridge、青馬大橋，以及大陸的虎門橋、江陰長江大橋也都在施工期間裝設了傳感系統，用以于監測建成后大橋的服役安全狀態[3].1993年加拿大在Calgary建造的BeddingTrail大橋上首次成功地布置了光纖布拉格光柵傳感器，用以監測橋梁內部的應變狀態。
在其它土木工程領域，如在采油平臺、大壩、船閘等大體積混凝土結構中也曾嘗試布置傳感器來構建智能結構。同樣，近年來發展起來的高性能、大規模分布式智能傳感元器件也為民用建筑及結構的智能監測系統的發展提供了基礎，智能大廈在我國已如雨后春筍般地涌現。在民用建筑結構的應用方面，對結構的智能振動控制方面的研究已有近30年的歷史了[4].
3.智能土木結構理論的體系構成
3.1結構智能化歷程的層次劃分
傳統的土木結構是一種被動結構，一經設計、制造完成后，其性能及使用狀態將很大程度上存在著不可預知性和不可控制性，這就給結構的使用和維護帶來不便。為了解決這一問題，發展出了在線監測結構，它賦予傳統土木結構以在線監測機制，從而為探知結構內部性能打開了窗口，使人員可以方便地了解結構內部物理、力學場的演變情況，這就是結構智能化的第一層次。在在線監測結構的基礎上，進一步增加了監測數據的智能處理機制，使得結構具有自感知、自診斷、自推理的能力，從而使結構實現了第二層次的智能化。
進一步在結構中引入自適應及自動控制機制，即根據自診斷自推理的成果，由在結構中耦合的作動系統做出必要的反應，從而實現智能控制結構，這就是第三層次的智能化。比如，對結構的開裂、變形行為，結構的銹蝕、老化、損傷行為，以及結構的動力振動行為做出抑制性控制，在更高層次上對結構起到保護和維修作用。
可見，在結構智能化演化過程中，按其智能化程度的不同可劃分為如下三個層次：
22第一層次：自感知土木結構（Self-sensoryCivilStructure），它是智能結構的最低級形式；
22第二層次：自診斷智能土木結構（IntelligentSelf-diagnosticCivilStructure），具有對前一層次結果的智能化加工處理，包括結構內部力學物理場的自我計算，對結構特定目標參數的自我診斷，以及以做出結構自身行為的應對策略為目標的自我推理等功能。
22第三層次：智能控制土木結構（IntelligentControlCivilStructure），它是智能土木結構的最高形式。
3.23.2智能土木結構分類
智能土木結構按其材料可分為兩種類型，分述如下：
1）嵌入式智能土木結構：在基體材料如鋼結構、鋼筋混凝土結構中嵌入具有傳感、動作和控制處理功能的材料或儀器，并集成進現代計算機硬件軟件技術，由傳感元件采集和檢測結構內部信息，由計算機對這些信息進行加工處理，并將處理結果通知控制處理器，由控制處理器指揮、激勵驅動元件執行相應動作。其工作原理如圖（2）所示。
屬于這種類型的智能結構只需對傳統土木結構加以改進即可，無須額外研究結構的傳統力學性能，易于做到傳統結構與智能結構的平穩過渡，故而成為研究的焦點。
2）基體、智能材料耦合結構：
某些結構材料本身就具有智能功能，它們能夠隨著自身力學、物理狀態的改變而改變自身的一些其它性能。如碳纖維混凝土材料能隨自身受力情況而改變其導電性能，只要探測到這一改變，便可以間接獲得結構的內部力學信息。
按照結構智能化目的的不同，又可將其分為如下幾類：
1）具有裂縫自診斷和自愈合功能的智能混凝土結構；
2）具有應力應變狀態自診斷功能的智能混凝土結構；
3）具有變形、損傷自診斷功能的智能混凝土結構；
4）具有疲勞壽命預報能力的智能土木結構；
5）具有監測鋼筋或鋼構件銹蝕狀態能力的智能土木結構；
6）具有感知和自我調節功能的智能減振（橋梁）結構；
3.3智能土木結構的研究內容
3.3.1智能化策略性研究
智能土木結構的首要研究內容就是對傳統結構智能化的概念設計策略性研究。需要針對結構類型及其重要性的不同，以及現有工藝技術水平和經濟資金情況等多個方面因素，合理地確定智能化目標，在兼顧技術先進性、實用性和經濟節省的前提下采用合理功能層次的智能土木結構。確定了智能化目標以后，就需要著手做一些準備工作，它們是：對結構在使用中可能發生的各種行為進行預測，對結構在力學物理環境下出現的各種反應進行預估，以確定結構中需要實現智能化監控的部位，確定整體監控方案。
3.3.2傳感元件（Sensor）研究
另外一項重要研究內容就是傳感元件。感覺是智能土木結構的基礎性功能，它利用在傳統建筑材料中埋入傳感元件（或利用傳感、結構耦合材料）來采集各種信息，經過處理分析，才可實現自診斷、自驅動等智能控制功能。有鑒于此，應對傳感元件提出一些特殊要求如下：
1）尺寸細微，不影響結構外形；
2）與基體結構耦合良好，對原結構材料強度影響很??；
3）性能穩定可靠，耐久性好，與基體結構有著相同的使用壽命；
4）傳感的覆蓋面要寬；
5）信號頻率響應范圍要寬；
6）能與結構上其它電氣設備兼容；
7）抗外界干擾能力強；
8）能在結構的使用溫度及濕度范圍內正常工作。
可列入研究范圍的元件有：光導纖維，壓電陶瓷，電阻應變絲，疲勞壽命絲，銹蝕傳感器，碳纖維等。
3.3.3作動材料（Actuator）研究
智能土木結構的最終目標是實現結構的智能控制，而控制是由作動材料實現的。利用某些存在物理耦合現象的材料，尤其是機械量與電、熱、磁、光等非機械量的耦合材料，作為結構的作動件。可以通過控制非機械量的變化來獲取結構特性（形狀、剛度、位置、應力應變狀態、頻率、阻尼、摩阻等）的改變，從而達到作動目的。對它的要求主要有：
1）與基體結構耦合良好，結合強度高；
2）作動元件本身的靜強度和疲勞強度高；
3）驅動方法簡單安全，對基體結構無影響，激勵能量??；
4）激勵后能產生高效穩定的控制，反復激勵下性能穩定；
5）頻率響應范圍寬，響應速度快，并可控制；
常用的作動材料有記憶型合金、壓電材料、記憶聚合物以及聚合膠體等。目前有關作動元件的研究正在一些領域展開，如董聰、Crawlay等人評述了幾種常用作動/傳感材料的性能。
3.3.4智能結構信息處理
智能土木結構要成為有機的整體，還須借助于信息的流動控制及加工處理。只有使信息在環境、結構、傳感器、信息處理中樞及作動系統之間有序地流動，并同時進行加工處理，方可使結構具有智能功能。其信息流動可如下圖所示：
由此可見，應首先對數據采集予以研究。這包括各種傳感器信號的A/D轉換以及數據處理通訊接口軟硬件的研制[8].作為一種嘗試，筆者利用傳統結構實驗裝置，實現了單片機應變儀與微機在線通訊的硬件組建及計算機數據接受軟件的開發，初步的結果表明，建立土木結構在線監測是完全可以做得到的。
其次，應著重研究輸入到計算機中的數據的智能化處理算法，以及相應軟件的開發。算法的核心目標應為對結構內部力學、物理場的全面計算。在此，應注意算法的快速性，避免因算法過于復雜而失去了智能結構的機敏、實時特性[9].
接著，應對結構的健康診斷及安全評定方法予以研究。包括結構的數學建模，參數空間的模式識別，損傷評定，體系可靠性分析，以及人工智能的應用。
最后需要研究的是結構控制機理、結構局部損傷修復方法、結構振動控制機理等問題。
4.結論及研究建議
智能土木結構是材料科學、計算機科學、自動控制技術發展到一定程度的產物。它涉及到結構和建造的重大變革，涉及到當今土木工程、材料科學、自動控制、計算機軟硬件技術、信息通訊、人工智能等眾多領域內的前沿技術。正如建筑業是國民經濟各部門原動力一樣，智能土木結構及智能建筑不僅對于未來土木界的發展意義重大，而且對于目前主要的高科技領域而言也具有重要的意義，它的研發及實現必將進一步帶動其它高科技領域的進一步提高，是土木工程界的知識經濟。毋須置言，對它的研究工作應首先要求結構工程師投入極大的努力，更新觀念，注意吸取其它領域的思想，成為智能土木結構研究的主體，同時還需結構工程師同相關領域的專業人員緊密配合，建立科學化的研究管理機制，才能完成這個系統工程。
在具體的研究中，筆者給出了幾點建議，謹供業內參考：
1）對于土木工程中普遍使用鋼筋混凝土（包括RC，PC，PPC）、鋼結構的現狀，建議以嵌入式智能結構的研究為重點。這樣做的好處在于能最大限度地利用現有的結構理論知識，使研究的重點放在未知的附加智能化功能的研究上來，同時還能使智能化經濟可行，也可做到工藝水平的傳統與未來的連續。另外，這種思路還可以利用現有土木結構實驗的裝置和方法。
2）對嵌入式智能土木結構，研究出一種高效、實時的力學計算算法將是一項迫在眉睫的任務，只有利用監測傳感系統所得到的信息進行全面實時計算，方可對結構有全面及時的了解，才能為其后的信息流動打下基礎。這就需要對復雜的非線性有限元加以改進，使其勝任在線、實時、精確的計算工作。
木結構范文2
在實際運用中，輕型木結構多適用于3層及以下的建筑物。此外，適用于輕型木結構的板材一般有規格材、膠合木、結構復合木材、工字木擱柵以及木基結構板材等，但需要注意的是，裝配輕型木結構的連接件。在選擇時，必須優選具備較強耐腐性的材料，如不銹鋼連接件。而重型木結構則是指采用橫截面積比較大且堅固耐用的實木、密度板或膠合木等組成的結構體系，此類木結構體系的特點是跨度大、絕緣、防火、環保、耐腐、抗震、建設周期短以及大多暴露在外面?；谏鲜鎏卣?，所以這類木結構常適用于大型建筑之中，如體育館、影劇院以及園林建筑等，其不僅可以滿足建筑設計在環境、施工技術以及美學方面的要，還可以體現生態、環保、節能的現代建筑理念，使建筑物與自然環境融為一體，不僅能為廣大人民群眾帶來全新的視覺享受；同時兼創出了個性、時尚、具有濃厚藝術氣息的環境。
2園林建筑中木結構的特點
木結構建筑所用材質具有較強可塑性，能夠將木結構設計改造成各類形式多樣的景觀，不僅使園林景觀的種類豐富，還提高了園林建筑的整體觀賞價值。木結構材質相較于其他建筑材料，具有不可替代性。其中，最大特點即是帶有濃重的自然氣息，使園林建筑能夠給人一種回歸自然、返璞歸真的體驗，既提高了園林景觀建筑的觀賞性和層次感，也更好地烘托出了園林建筑的主題。此外，木結構材質來源于大自然，是一種綠色可再生資源。隨著時間的推移，木質結構建筑與園林中的其他建筑景觀將會不斷地進行融合，使園林整體建筑景觀變得更為和諧和統一。所以，在園林建筑景觀的施工過程中，可以嘗試性選擇木質植物支架，或將園內其他材料都更換成木質材料，并設計成木樁型或者仿植物類型，使園林建筑景觀群更為統一、協調。
3園林建筑木結構應采取的防護措施
3.1設計合理，實現功能與結構相結合
木結構取材于大自然，可以抵御大自然給人類帶來的危害，體現出了人與自然和諧相處的理念。一方面，為了保護人類的生存環境，保持生態環境平衡，降低污染程度以及節約社會資源；另一方面，為了使園林建筑盡可能地貼近大自然，設計師應將木結構的抗腐蝕性、實用性與景觀設計、審美等方面的要求高度結合，在合理地利用資源的前提下對園林建筑進行功能最大化的設計，建造一個和諧、美觀、具有藝術氣息的現代園林生態景觀。
3.2慎重選材，采取高規格的加工措施
木結構在園林建筑中的應用數量日趨增多，但面對木結構自身材質所限，當其使用時間達到一定的時限，其結構的性能就會明顯降低，故此對木結構的選材、加工的要求十分高且嚴。需要注意的是，針對不同的地理位置和氣候條件，園林建筑所選擇的木結構也各不相同。目前，木結構在選材種類上主要分為兩種：軟材和硬材，兩種材料的特性大不相同。而我國園林建筑中選用的木結構大多為硬材，因其材質堅硬、牢固、耐腐蝕且易加工。而延長此類木結構使用壽命的加工措施主要有兩點：一是通過熏蒸降低所使用木結構的含水量；二是將木結構自然風干。
3.3定期滅蟲，在與地接觸面播撒毒土
木結構如果含水量缺失就會產生開裂現象，南方地區比較濕潤，氣干材的含水率在20%左右；而北方天氣比較干燥，氣干材的含水率在15%左右，為了避免木材出現開裂現象，需要購置已放置3a左右，且表面含水率不超過25%左右的木材?；谏鲜鲆阎ㄟ^熏蒸的方式可以有效去除木材質的水分含量，同時，這類方法還有助于殺害木材中一定比例的害蟲，防止木材質腐化。此外，通過將地面與木結構建筑接觸的地面，播撒毒土，同樣能夠有效阻擋地下害蟲的侵蝕，保護木結構的完整性。
3.4防腐防火，積極采取人工預防措施
一般來說，延長木結構在園林建筑景觀中的使用壽命，首要重視的就是對木結構的防腐、防火。具體地說，可采取如下措施，首先，通過添加防腐劑的方式對木結構進行防腐處理，但要注意選擇使用對人體和環境不存在危害性的，且對木材自身沒有損害或破壞性的防腐材料；其次，通過熏蒸殺蟲來避免木結構的腐敗，利用外力來破壞木結構中原有的濕度、溫度、空氣以及養料以達到防腐目的；再有，園林建筑中的木結構建筑一般是臨水而建，雖然這一地理位置有效降低了火災發生的概率，但也要避免將木結構建在暴曬、高熱的環境中，對此，可采取利用藥劑將易燃的木結構建筑轉變為難燃體，完善早期預防，遏制火災發生的風險。
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1木結構房屋結構設計要求
輕型木結構房屋設計的過程中要把握好房屋建筑環境，要依照城鎮建設內容形成對應結構體系，依照城鎮建設需求構建對應指標，從而提升木結構房屋結構的系統性、規范性和科學性，其具體設計要求包括：
1.1木結構房屋結構高度不得高于三層：我國城鎮建設中的木結構房屋結構發展非常迅速，尤其是近年來，技術體系已經得到了非常好的完善。但在上述發展過程中，其整體技術水平與歐美國家相比仍有一定差距，房屋建筑高度只能夠達到三層左右。一旦超過上述高度，木結構房屋安全性將無法保障，這對城鎮建設發展具有一定的限制。
1.2木結構房屋結構要與環境相協調：木結構房屋結構設計的過程中要做好對城鎮建設環境的分析，要把握好周圍環境狀況，確保設計內容與自然環境一致，真正實現建筑與生態的統一，提升城鎮建設木結構房屋結構美感。
1.3木結構房屋結構要符合可持續發展觀：木結構房屋結構設計過程中要對其材料、構件等進行科學選取，要保證材料、構件等內容能夠與生態建設需求相同，從而提升房屋結構的生態效益和經濟效益。當前木結構房屋材料過程中主要從溫度、濕度、養分等方面進行防腐控制，通過結構設計完成木結構材料的保護。而在構件設計過程中主要從截面、尺寸等方面出發，通過該內容改善材料使用效益，提升材料經濟價值，提升木結構房屋結構可持續發展效益。
1.4木結構房屋結構要符合力學原理：城鎮建設木結構房屋結構需要具有良好的抗震性及抗風性，要能夠承受外力的沖擊。在該結構設計過程中要做好力學原理分析，要對力學內容進行對應把握，從力學結構出發形成對應力學體系，如高次超靜定結構體系、次要結構受力體系等。由該力學內容出發進行合理設計，最終確定木結構房屋結構剛度、整體性等。
2木結構房屋結構設計方法
木結構房屋結構設計內容較為復雜，需要依照環境狀況對設計方法進行對應選取，只有實現上述方法的合理運用，木結構房屋結構設計才能夠真正符合城鎮建設需求。我國城鎮建設中的輕質木結構房屋結構設計方法主要為有限元分析法。有限元分析法主要通過數學微分完成木結構房屋結構設計的分析及運算。該方法計算準確性和科學性較高，邏輯關系緊密，分析效益明顯高于其他數學分析方法，是輕質木結構房屋結構設計的核心計算內容。有限元分析法在進行木結構房屋結構設計時依照數值分析內容及差分分析內容對設計中的數據進行處理，由該處理內容確定結構之間的關系，建立數學模型，形成對應模擬體系，從而明確木結構房屋結構的設計性質及設計效益。在設計數學分析過程中人員要做好以下四方面內容：第一，對設計內容進行劃分。人員要依照具體木結構房屋結構狀況進行分析劃分，將結構劃分為形狀規則、內容單一的標準受力單元；第二，對單元內容特征進行分析。人員要依照有限元分析法對單元結構進行處理，由有限元分析處理確定單元之間受力狀況及特征；第三，對單元進行組裝，確定結構狀態。人員要依照上述單元性質對其整體結構剛度進行明確，將初始狀態及受力狀況數據帶入到微分方程中進行處理，確定最終設計結構效果；第四，實施CAD構圖。由關系內容及數據內容確定CAD構圖，以CAD系統確定最終設計方案。除此之外，在木結構房屋結構設計的過程中人員還常使用邊界元分析法及有限差分析法進行設計結構分析。上述兩種方法也是主要通過數學建模及CAD系統進行分析，主體分析方法與有限元分析一致。
3木結構房屋結構設計的其他注意事項
在木結構房屋結構設計的過程中人員要做好木結構材料設計單元的選取，要依照有限元分析結果及數學模型分析結果對單元類型進行對應優化，保證木結構房屋結構與建設性能需求一致。人員要對單元進行對應連接，依照木結構房屋狀況形成系統化、規范化單元體系，從而改善系統受力分析狀況，提升系統設計的有效性和規范性。在木結構房屋結構設計的過程中，人員要對木結構材料屬性進行明確，要在SAP2000系統中對其材料類型進行合理選取，形成最優設計方案。我國木結構房屋結構設計的過程中，部分人員常忽視結構材料屬性，對其標注不夠完善，部分系統中材料性質標注不全面，這均在一定程度上影響了木結構房屋施工質量。因此，在今后設計過程中要加大該問題的重視程度，要不斷豐富SAP2000系統，提升設計材料標注效益，改善城鎮建設木結構房屋結構經濟效益。
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木結構范文4
Abstract: Irregular wall is a rule-based structural deformation of shear walls, started from the performance advantages of this wooden structure, this paper discusses the different lateral load performance influences of various programs of wood shear wall and analyzes the impact of nail nodal loads on the wooden structure deformation, on the basis of theoretical analysis, the content of wooden shear wall and two shear deformation types of the irregular shear walls have a positive and effective role in promoting the establishment and improvement of standards of construction industry wood industry.
關鍵詞：不規則木結構；剪力墻；抗側性能
Key words: irregular wood structure; shear wall; lateral force resisting performance
中圖分類號：TU36 文獻標識碼：A 文章編號：1006-4311（2011）12-0148-02
0 引言
輕型木結構的建筑材料因其具有較好的抗震性、節能環保性、造價低成本性等特點而被廣泛的用于國外多層及低層建筑的設計中，并逐漸發展成為一種新型安全、環保、健康建筑的代名詞。隨著我國建筑行業的創新發展，建筑設計、管理人員逐漸認識到了輕型木結構房的諸多優勢，并開始了對其設計規范的統一制定與完善，取得了一定的成績。目前，我國少數沿海南方城市均作出了率先實踐，在北京、蘇州、上海等地建筑了數以萬計的輕型木結構建筑，為我國木結構建筑的推廣起到了一定的影響作用。木結構建筑設計的首要問題就是如何能限制地震、颶風對建筑的破壞性影響作用，因此估算建筑的剛性及側向變形成為目前木結構設計的重中之重。輕型木結構建筑的剪力墻是用來抵抗風害、地震侵襲中側向變力的最主要構造，雖然在國際上對規則性木結構剪力墻的設計規范較為明確、變形計算方法較為科學，但對于建筑設計實踐中的不規則性木結構剪力墻抗側性能的研究卻并不深入，沒有形成與之特性相適應的固定算法，因此本文意圖通過對不規則木結構剪力墻中的變形關系研究找出其中的規律，并加快促進側向變形公式的統一建立。
1 加載方案對剪力墻抗側性能影響
木結構剪力墻的抗側性能試驗中采用的加載方案主要包括靜力加載及循環往復加載兩類。有些試驗人員認為，靜力加載與動力加載對剪力墻最大承載力的預測是相同的，然而事實證明，靜力加載對剪力墻動態性能的預測并不十分理想，且在極限荷載的作用下兩者對剪力墻加載破壞方式產生的效果也不盡相同。當靜力加載時，剪力墻呈現出覆面板與骨架脫離、釘子與底梁板產生劈裂從而被拔出等特征，而動力加載時剪力墻墻體則呈現出因最終的疲勞度極限而造成斷裂、覆面板釘子被拔出等特征。經過進一步深入細致的大量研究，人們還發現，加載方案的序列不同對剪力墻產生的影響就會有所差異。例如循環往復的加載方案會使釘因疲勞而斷裂，從而導致剪力墻的變形力與極限承載力均不同程度的下降。在加載方案對剪力墻抗側性能的研究發展中，可謂眾說紛紜、百家爭鳴，顯而易見，不同的加載方案產生的抗側性能影響必定不同，大量實踐證明靜力加載方案并不能明確的反應在地震作用下剪力墻的抗側性能變化，其剛度、柔韌性、延展性、耗能等指標尤為不明確，那么如何能在眾多的加載方案中找出統一的標準，得出最真實的剪力墻抗震反應，則成為當今我們研究的主要問題。
2 釘節點側移性能研究
釘節點擔負著木結構建筑中重要的連接作用，在眾多的連接方式中，輕型木結構建筑最常用的連接方式為普通釘連接。對釘節點連接承載性能的影響因素很多，如木材的密度、強度、釘子的材料性能、尺寸結構、釘子的連接邊、端鉅，釘子的連接角度、墻板的荷載方向、墻骨的夾角等。而其中以釘子的連接性能最能體現出其抗側移性能是否良好，而釘節點的側移性則會對輕型木結構建筑的剪力墻整體抗側性產生顯著的影響。眾所周知，木結構材料的力學性能以離散性大為主要特點，同時綜合考慮試驗過程中可能出現的誤差，因此，為了使釘節點的側移性最真實反應，我們需要采集大量的樣本數據，并依存可靠理論及概率計算方法作為輔助支持，從而降低木材變異性對數據的不準確影響。本文采用非線性回歸模型進行釘節點的側移數據分析，公式為：Yn=f（Xn，θ）+Zn，其中f代表期望函數，Xn為第n個自變向量，Yn則表示隨機變量，釘節點的變形示意圖如圖1所示。釘節點側移、變形對剪力墻造成的變形影響是木結構建筑總墻體側向變形影響的最核心部分，因此為了明確這一作用，我們首先應對釘節點的側移性能進行科學的分析，汲取國外建筑行業的成功經驗，并總結出適應我國建筑體制及特色的釘節點側移公式，才能有效的提高木結構建筑的抗震性能、抗側移性能，從而使統一的木結構設計規范早日建立。
3 不規則木結構剪力墻側向變形研究
剪力墻又名抗震墻或抗風結構墻，主要是承受風荷載或地震作用所產生的水平剪力的墻體。而不規則剪力墻則主要包括規則剪力墻的兩側有覆面板、無抗傾覆錨固件的一種基于規則剪力墻結構的變形，因此我們對以上兩種變形做進一步分析研究。
3.1 無抗傾覆錨固件剪力墻 在輕型木結構建筑設計中，為了避免水平荷載對剪力墻發生的傾覆或滑移作用，不規則的剪力墻通常用抗傾覆錨固件與錨栓進行基礎層、下層與端墻骨柱連接。然而，有些工程為了控制投入成本則選用釘連接代替抗傾覆固件，從而導致了由釘傳遞的水平剪力能力部分無效、剪力墻抗側變形能力下降的現象。為了解決這一不良現象，我們可假定在規則木結構剪力墻四項變形公式中，排除與抗傾覆錨固件無關的三項公式，主要進行第四項公式的推理，第四項仍可采用HSda/LW表示，其中da為墻體距離右端釘節點豎立方向的變形，HS代表剪力墻高度，LW則是剪力墻長度的體現，但其內涵遠遠不同于規則的剪力墻公式，無抗傾覆錨固件剪力墻的變形如圖2所示。
3.2 雙面釘接覆面板剪力墻 傳統的輕型木結構房屋設計一般只考慮單側釘連接覆面板的剪力墻，而忽略了在實際房屋建設中，為了提高木結構建筑的防火性能，往往會在剪力墻的另一側釘接具有防火性能的石膏板情況。而依據石膏板的固有特性，其在靜力加載的情況下會在一定程度上提高剪力墻的抗側性能，而在動力往復循環的加載作用下，如地震來襲時，石膏板的釘連接部位則極易形成由釘穿透的破壞作用。
由此可見，明確雙面釘接的靜力荷載作用下的覆面板剪力墻位移特性是十分必要的。根據釘節點荷載位移曲線的關系，我們總結出了釘節點抗側強度關系，公式為：k=30%Pmax/(y40%-y10%)，其中k為釘節點的抗側剛度，Pmax荷載的最大值，y10%及y40%則代表最大荷載值的10%及40%的相對位移。
4 結語
綜上所述，不難看出，對不規則木結構剪力墻抗側性能的研究是一項復雜而又艱巨的任務，我們只有依據國內外規則剪力墻抗側性能的成功經驗展開對不規則木結構建力墻荷載性能的探討、側向變形的研究，才能總結出統一適用的抗側強度變形關系，從而為提高我國輕型木結構建筑的穩定性、抗變性作出重要的貢獻。
參考文獻：
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關鍵詞：輕型木結構；規格材；定向刨花板；輕型木桁架；結構用木質保溫板
輕型木結構建筑發源于北美，與重型木結構建筑相比，得益于其完善的規格材加工、認證體系和成熟的預制構件制造技術[1]，具有建設周期短、成本低等優勢，適合在低層建筑中應用[2]，是北美住宅的主要結構形式。輕型木結構建筑引入我國后，亦得到了一定程度的應用[3]，而建筑用工程材料仍主要依賴進口[4]。目前國產工程木質復合材料構件，如定向刨花板[5]、輕型木桁架[6]等尚缺乏性能、設計方法的系統研究，國產規格材生產、評價體系尚不完善[7]。開展國產材料和構件制造關鍵技術研究，是促進國產木質材料和構件在現代木結構中應用，提高國產材利用率的必要前提。筆者針對國產木材和木質復合材料及木構件缺乏工業化制造和評價技術體系的突出問題，重點研究國產規格材、定向刨花板等材料和構件的強度設計值確定方法；創新齒板連接和壓制技術，優化木桁架設計參數；研究結構用木質保溫板制備工藝，評價結構用木質保溫板產品應用性能，提出結構用木質保溫板結構體系。相關研究內容及成果將在專欄陸續報道。
1輕型木結構用材料和構件制造技術、設計規范及評價技術現狀
輕型木結構是一種板壁式結構體系，由剪力墻、樓蓋和屋蓋組成。剪力墻通常由規格材骨架和木基結構板制作，也可采用保溫-結構一體化的木質保溫板作為剪力墻。樓屋蓋通常由木桁架和木基結構板制作，部分建筑采用規格材擱柵作為樓蓋骨架。因此，規格材和木基結構板是輕型木結構的主要材料，木桁架和木質保溫板是輕型木結構的常用構件。
1.1規格材和木基結構板的性能評價和設計方法
歐美及日本等國家對鋸材和木質復合材產品的測試方法、特征值和設計值的確定等，已進行了系統的研究[8]，建立了生產、分級、抽檢認證等完整體系，如北美的規格材制造和評價體系[9]。我國規格材和木質復合材的加工制造、評價、認證體系尚在發展階段。GBJ168-84《建筑結構設計統一標準》的頒布，標志著我國建筑結構的設計方法從安全系數設計法，逐漸過渡到以概率論為基礎的可靠度設計法。GBJ5-88《木結構設計規范》將方木、原木原容許應力指標，通過可靠度校準的方法，轉換成了基于可靠度的設計值。為促進進口木材在中國建筑市場的應用，1999年，應原建設部要求，主編單位會同國內外多家單位及協會對GBJ-88進行了修訂，并將規范代號更改為GB50005-2003[10]。GB50005-2003《木結構設計規范》將輕型木結構體系及進口規格材設計值納入了規范，但由于當時國產樹種規格材的研究幾乎處于空白，故規范中尚無國產規格材設計值的規定，制約了國產規格材的生產和應用。依托于“十一五”國家科技支撐計劃項目（2006-BAD18B07），中國林科院木材工業研究所對國產落葉松規格材的力學性能和測試方法等開展了系統地研究[11-15]，但國產規格材力學性能設計值的可靠度研究，有待深入探索。此外，輕型木結構中常用的各種木基結構板，其力學性能的安全設計研究，也基本處于空白。
1.2輕型木桁架的制造技術和設計方法
輕型木桁架是用規格材作為桿件，采用齒板連接，形成的一種結構。在20世紀50年代于美國發明后，現已成為輕型木結構樓蓋和屋蓋桁架的主要形式[16]。目前，北美地區超過60%的住宅屋頂采用輕型木桁架[17]，樓蓋桁架也越來越多地用于住宅和公共建筑中。北美木桁架工業發達，很多企業有專用的設計軟件及生產設備，可完成輕型木桁架的設計、加工、安裝等工作，還開發了各種新型齒板，形成了較為完整的產業鏈。我國學者對輕型木桁架及其節點連接性能進行了研究[18-21]，在吸收國外相關技術和標準的基礎上，于2012年出臺了JGJ/T265-2012《輕型木桁架技術規范》，規定了齒板節點性能的測試方法。然而，采用國產材、國產齒板用于輕型木桁架的制造工藝及力學性能研究較少，其連接性能評價尚缺乏基本數據，且國產材料制造輕型木桁架的工藝、檢測方法等相關標準尚待完善。我國大部分企業目前依然按照國外標準，采用進口規格材和進口齒板為主要材料制造輕型木桁架。由于我國建筑結構構件的可靠度指標與美國和加拿大有較大差異[22]，不宜照搬國外制造、設計方法，否則易導致安全隱患。1.3結構用木質保溫板的制造與性能評價將保溫材料與面板集成的結構用木質保溫板，其原型于20世紀30年代提出[23]，由于其可預制和可模塊化制造等特點，在住宅產業化、建筑工業化進程中應用前景廣泛。國外研究了連接方式、面材、開洞等因素對木質保溫板墻體性能的影響[24-25]，美國已出臺了國標ANSI/APAPRS-610.1“StandardforperformanceratedSIPsinwallapplications”。國內對結構用木質保溫板的研究與應用尚處于起步階段，已有學者對木質保溫墻體的力學性能進行了研究[26-27]，但目前尚無相關標準出臺，且國產木質保溫板生產工藝尚不規范，需要從木質保溫板的制造技術、基本力學性能及設計方法等方面，開展系統的研究。
2輕型木結構用材料構件制造技術項目研究概況
為突破我國木質材料和構件制造、性能評價和結構應用的技術瓶頸，提高我國結構用材的自給率，筆者對規格材、木基結構板、輕型木桁架和結構用木質保溫板進行系統研究。
2.1國產規格材和定向刨花板設計方法研究
2.1.1規格材安全設計方法國產規格材設計值確定方法及可靠度評價體系的研究，是國產規格材標準化、產品化的重要基礎。針對國產規格材強度設計指標缺失、制造評價體系不完善等問題，課題組通過試驗與理論分析結合的方法，對輕型木桁架用國產規格材開展系統研究。1）對國產落葉松規格材，分別進行拉、壓和彎等力學性能測試，得到各性能的概率分布。通過數理檢驗方法，優選分布模型。2）采用一次二階矩法（JC法）和蒙特-卡羅法（MC法）[28]等可靠度分析方法，結合荷載模型以及抗力模型，分析可靠度指標與荷載比率、抗力分項系數等的相關關系，結合我國可靠度指標要求，確定落葉松規格材的強度設計值。3）將規格材強度設計值確定過程標準化，提出國產規格材由測試值向設計值轉化的方法和可靠度評價體系。國產規格材的設計值確定方法和可靠度評價體系的建立，為國產規格材的分級、加工、檢驗等，提供了理論基礎及實現方法。2.1.2定向刨花板安全設計方法針對定向刨花板安全設計方法空白的問題，開展木骨架組合墻體和木質結構保溫板用國產定向刨花板握釘性能研究及承載性能研究。1）對國產定向刨花板的抗側和抗拔握釘力等主要性能進行系統研究，得到握釘力與釘直徑、釘種類及板材厚度等的相關關系。2）對定向刨花板進行集中荷載作用下的承載性能測試，得到性能統計特征，進行可靠度分析，得到定向刨花板的強度設計值。3）將定向刨花板強度設計值確定過程標準化，提出國產板設計值確定方法和可靠度評價體系。對定向刨花板安全設計技術的研究，是我國首次基于可靠度理論，對國產板的力學性能進行研究評價，是建立與國外類似的刨花板分級體系的有益探索，將推動國產刨花板在結構材領域中的應用。
2.2輕型木桁架制造技術和設計方法研究
針對目前缺乏國產規格材和國產齒板輕型木桁架的相關研究，制造、檢測方法標準急待修訂的現狀，課題組對國產齒板連接和國產輕型木桁架性能進行研究，提出國產輕型木桁架的制造工藝及力學性能的評價方法。1）選取不同的輥壓速度、壓力、木材密度、紋理等參數，制造國產齒板節點，并進行齒板節點拉伸試驗和抗剪試驗，研究上述因素對齒板連接性能的影響，提出優化的齒板節點制造工藝，并根據相關規范，確定齒板連接的強度設計指標。2）制作輕型木桁架，通過足尺構件試驗，研究桁架類型、齒板尺寸、布置形式等因素，對桁架承載性能的影響。3）考慮齒板鋼材性能、構件間隙、齒板主軸方向、木材紋理方向、齒密度等參數，基于齒板連接單齒的連接性能，建立齒板節點及輕型木桁架精細化有限元模型，對輕型木桁架受力性能進行參數研究。4）在試驗研究和有限元分析的基礎上，提出適用于國產規格材和國產齒板的輕型木桁架優化設計參數。從桁架制造工藝、節點性能、構件形式等多方面，對輕型木桁架的性能進行系統研究，提出國產輕型木桁架的制造關鍵技術和設計方法，并為進一步研究桁架的系統效應等結構性能奠定了基礎，有助于推進輕型木桁架用材的國產化。
2.3結構用木質保溫板制造與性能評價
我國對結構用木質保溫板產品的研究處于起步階段，產品尚未定型，對木質保溫板的體系尚缺乏深入研究。鑒于此，課題組對木質保溫板的制造工藝、構件性能及連接方式等進行了研究。1）選取木基結構板為面材，聚氨酯保溫板和酚醛保溫板為芯材，分析面材和芯材的力學性能，建立面材和芯材的力學性能評價方法。2）采用冷壓技術制造高強度結構用木質保溫板，并對制造的木質保溫板產品的基本性能進行測試，分析工藝參數與結構用木質保溫板產品抗彎性能、抗壓性能、粘結性能的相關關系，優化結構用木質保溫板的制備工藝。3）按照優化工藝，制備面層和芯材不同的結構用木質保溫板產品，研究不同材料組成、不同截面結構的結構用木質保溫板產品的抗彎承載性能、抗沖擊或撞擊性能、保溫性能，建立結構用木質保溫板的產品性能表。4）研究不同邊界和載荷條件時，結構用木質保溫板作為剪力墻構件的靜、動力學性能，確定結構用木質保溫板結構體系的最佳連接方式。從生產工藝到構件性能、結構體系，對結構用木質保溫板進行全面系統地研究，有助于推動國產木質保溫板產品的標準化，促進國產結構用木質保溫板產品的制造技術及結構應用。
3結語
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【關鍵詞】現代建筑結構；智能土木結構；應用；類型
當前，人們對建筑功能的要求越來越多，對居住舒適度的要求也越來越高。由于傳統建筑結構多為物理力學性能結構，人們對結構控制的難度比較大，結構一旦失效，可能出現多種多樣的問題[1]。而智能土木結構的出現，很大程度上改變了這一現狀，在結構中應用信息采集、傳輸功能材料與元器件等，提升了建筑結構的整體性能。
一、智能土木結構的內涵及其分類
（一）智能土木結構的內涵
在基本材料中融入具備仿生命功能的材料，使結構具備人們所期望的智能結構，就是智能材料結構。在土木工程結構中，應用智能結構，稱之為智能土木結構。從整體來看，智能土木結構是一種仿生結構體系，綜合應用了傳感器、控制器、主結構與驅動器，實現了結構自控、損傷自修復，并具有較強的環境適應能力，同時可在發生危險時，有效進行自我保護[2]。
智能土木結構出現后，結構耐久性、安全性與強度評估更加完整和準確，不僅提高了土木結構預測能力，而且在很大程度上減少了維護費用。在現代建筑結構中，智能土木結構以其優越性，具備寬廣的應用潛江，在橋梁、大壩與高層建筑等現代建筑結構中均有著良好的應用。
（二）智能土木結構分類
（1）嵌入式結構。在基體材料中嵌入集動作、傳染與控制功能的儀器與材料，并利用計算機技術實現對內部結構信息的采集與檢測、加工處理，并將處理結果傳輸給控制處理器，這種結構稱為嵌入式智能土木結構。
（2）基體與智能材料耦合結構。一些材料本身具備智能功能，可隨自身力學與物理狀態的改變而改變自身某些性能，比如碳纖維混凝土材料，導電性能可隨自身受力情況的變化而改變，因此為獲取結構內部信息提供了便利性。
二、智能土木結構在現代建筑結構中的實際應用
（一）智能傳感元件的應用
在現代建筑結構中，邁入或粘貼一些智能傳感軟件，實現對建筑物的健康監測，是智能傳感元件在現代建筑結構中應用的一個典范。將智能土木結構中的智能傳感元件應用到建筑健康監測中，可檢測與綜合評價建筑的安全性、穩固性，同時也能保證檢測結果的準確性，獲取準確的數據，進而判斷建筑的健康狀況，預測建筑的壽命，為建筑維修或直接報廢提供數據資料[3]。
對于部分大規模建筑結構而言，建筑結構修建周期長，且應用設備比較陳舊，傳統傳感器無法適應內部環境，這時采用高性能傳感器檢測建筑結構健康，具有重要的作用，而光纖、智能材料等在土木結構中的應用，開創了土木工程發展的新時代，具有劃時代的意義，使得建筑結構的發展出現了新契機。
（二）工程健康檢測的實施
在建筑結構損傷與檢測檢測中，智能土木結構發揮著不可替代的作用，智能土木結構的出現具有重要的意義。在建筑結構健康檢測中，一般會使用目測方法，同時還能夠利用超聲波、X射線與聲發射等無損檢測方法，從而提高建筑物健康檢測的準確性，了解建筑內部結構的破損情況，可為建筑結構的維修提供準確依據，提高檢測效率與準確性。比如建筑結構內部發生損傷后，外部就會出現裂縫或裂紋，而在外部力量的作用下，裂縫或裂紋會加劇內部結構的損傷，并以聲速擴散，而這些均可以被特殊材料制作而成的傳感元件所感知，通過分析相關檢測數據，管理人員便可掌握內部結構的損害情況，進而及時規劃建筑結構，避免發生安全事故。
（三）現代建筑節能支持
在現代建筑結構中，智能土木結構非但具備安全檢測功能，同時還可為智能建筑提供節能技術。在目前建筑結構中，節能技術已經得到了廣泛應用，而在建筑耗能規模較大的當今今天，建筑師們提出了節能建筑概念。因此，在智能建筑設計與建設過程中，盡可能應用節能器具與材料，利用智能土木結構的監測控制能力，在外部環境出現變化時，及時與合理調整建筑耗能，對于降低建筑能耗具有重要的意義[4]。綠色建筑實現的前提，即在現代建筑中利用節能技術，促進建筑節能與綠色環保。
三、智能土木結構在現代建筑中提升的策略
（一）提升智能傳感技術
為了更好在現代建筑結構中應用智能土木結構，應提高智能傳感技術，以實現傳感元件的性能優化。這是勢在必行的事情。從仿生學角度看，對于現代建筑物來說，傳感器如同其本身的感受器官，提升建筑感受能力，則應注重智能傳感技術的提高，從技術的系統性入手，增強智能傳感器的感知、識別與處理能力，并在此基礎上，增強智能傳感器系統的可靠性與靈敏度[5]。
在現代建筑工程中，應用智能傳感元件，應保證不對建筑外形結構產生影響，同時也要保證建筑結構的相容性，將對建筑物的影響降到最低，增強建筑抗干擾能力。
（二）智能控制集成系統的發展
如果將建筑比作人體，則智能控制系統相當于人體的大腦神經中樞，屬于最高級的部分，智能控制系統不僅決定著感覺系統與運動系統程序，而且還擔負著整個腦神經的高級運轉協調功能。在現代建筑智能土木結構中安裝智能集成系統，可使得建筑對一些比如強降雨、風暴等迅速作出反應，減少損失與人員傷亡。所以，相關研究部門應重視智能控制集成系統的開發、研究與應用，以更好實現對整個環境的控制，保證建筑結構的安全性。
（三）加大對結構應用的研究
智能土木結構屬于一種新的結構類型，在現代建筑結構中，智能土木結構雖然有著良好的應用效果，但是整體來看，該結構的應用仍處于初級階段，結構應用中還存在著不少的問題和不足，比如結構選擇不當、技術應用水平低等問題，阻礙了智能土木結構在現代建筑結構中應用的發展。為了提高智能土木結構的應用水平，應加大對結構應用的研究，準確把握智能土木結構內涵、類型及其適用條件，根據建筑功能、性質與規模的不同，合理選擇智能土木結構的類型，提升結構應用的水平。
另外，由于智能土木結構可為建筑提供節能技術，實現建筑的生態環保。所以為了降低建筑能耗，還應加大對節能技術應用的研究，提高太陽能、地熱能與風能的利用率，降低化石燃料的使用率，降低建筑對周圍環境的影響。
結 語
隨著智能技術與建筑的發展，在現代建筑結構中，各種智能技術得到了良好應用。而其中，智能土木結構綜合應用了多種技術與材料，其在建筑結構中的應用，提高了建筑健康檢測能力與安全性，滿足了人們對建筑智能化的要求。在本文中，筆者首先分析了智能土木結構的內涵、分類，然后介紹了現代建筑結構中智能土木結構的應用，最后筆者結合自身工作經驗，提出了智能土木結構應用水平提升的策略，包括提高智能傳感技術水平、發展控制集成系統等。
參考文獻
[1]李沁羽.智能土木建筑技術的發展與應用[J].科技創新導報，2013，19：1124-1125.
[2]呂秀麗.淺談智能土木結構[J].城市建設理論研究（電子版），2011，22：1098-1099.
[3]焦朋，吳順聚.土建技術中的建筑施工[J].城市建設理論研究（電子版），2013，18：214-215.