大跨度胶合木网格（壳）结构设计

　　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。Z后研究了胶合木装配化安装方式及木材裂缝控制方法。将Z终的研究成果直接应用于国内建成跨度Z大的胶合木网壳结构建筑——太原植物园温室。

　　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。

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