层压原木在原木房屋建筑中的应用
埃德温·j·伯克博士
原木作为建筑材料
亚搏手机版app官网下载原木房屋是美国和加拿大房地产业的基本组成部分。这些坚固的建筑不仅是度假或避暑之所，而且往往是世界各地家庭的主要住所。数百年来，水平堆叠的原木建筑为旧世界和新世界提供了安全、可靠和持久的居住环境，并继续作为住宅和商业建筑的经济可靠的选择。使用一些原产于北美的物种，美国和加拿大的木屋建造者提供了许多类型的建筑风格和无数的平面图，以适应大多数预算和需求。亚搏体育手机版下载
今天的原木房屋建造者/业主可以使用几十种原木的种类、大小、风格(自然的还是机械的)和外部饰面。许多人选择加工原木，因为它们的外观更均匀，并且能够从各种外部和内部型材中进行选择。仿型原木外立面可以呈现圆形、平坦或斜面的壁板外观，而内立面也可以是圆形或平坦的，带有v型槽边缘，以形成水平镶板外观。这些加工原木的统一外观提供了比天然原木墙壁的质朴面貌更“完成”的外观。
机械加工原木通常是由从树的中心砍下的大块木材制成的。这些木材在干燥时收缩横截面尺寸，呈现沿谷物自然发生的分裂，称为调味检查。木材的收缩是木材细胞壁在树木采伐后干燥期间留下的水分的必然结果。调味检查表明干燥或干燥的木材，并不是一个严重的结构缺陷，在大多数应用。由于木材在干燥时更坚固，因此检查实际上表明木材在结构上比收获时更稳定。然而，支票确实存在外观和潜在的使用寿命问题。虽然它们使墙壁看起来更质朴，但向上打开时也会收集水分，为腐烂真菌提供将木材分解成食物所需的水分。
正确应用包括检查在内的保护木饰面系统是一项重要的行动，不仅可以增强外观，还可以确保原木房屋的寿命。无论建筑风格、木材种类、原木类型或建筑场地如何，保护它们是原木结构设计、施工和维护中最重要的一步。
工程和层压结构梁和木材的重要用途
自20世纪初以来，大尺寸工程木结构构件一直在不断生产th世纪。使用机械紧固件(如钉子、螺钉和螺栓)，结合粘合剂，将几块薄木材连接在一起，制成大尺寸的结构部件。随着粘接技术的改进，不再需要机械紧固件来帮助增加强度。如今，美国和加拿大各地的公路桥梁、大型工厂结构、仓库、礼堂、体育场馆、圆顶运动场、教堂、学校和家庭都使用了超过100英尺、能够支撑数百吨重量的梁。
胶粘剂粘合在现代层压原木允许木材成员的全部强度得到发展;胶水粘合比它连接的两个木头构件更牢固。由于强度极限特性是不连续的，并且分布在整个层压原木中，因此层压原木通常具有较高的抗弯强度、刚度、剪切强度、压缩强度和抗拉强度。设计和建造梁的能力远远超过从一棵树上砍下的木材的等效横截面，这是它们作为现代木材和混合材料建筑中最重要的建筑部件之一的最令人信服的原因之一。
这种材料效率高，成本效益高的木材层压技术对美国历史上最珍贵的部分之一USS产生了重大影响宪法通过制造和重新定位船体中的对角立管，“Old Ironsides”已被改装为1812规格，以恢复船舶的原始设计。这些大木材实际上是层压白橡木，因为这么大的木材在今天很难生产。这些一件式立管恢复了传说中的处理特性宪法，并展示了目前船上使用的一些唯一的现代材料技术。这些层压立管采用与层压式隔水管相同的胶粘剂技术，是采用这种经过验证的技术提供寿命和功能的一个例子。
在二次世界大战时期的海军扫雷舰中，也可以看到在临界应力船只中使用层压木材，也由层压橡木制成，以抵抗磁地雷爆炸技术。其中几艘船在英国皇家和美国海军服役到20世纪70年代，超过了预期的使用寿命。再一次，层压木材以其设计的多功能性，耐用性，强度和美观性而闻名。
房屋工程流程
层压房屋是由结构分级、窑干木材制成的工程结构木制品，其宽表面涂有室温或热固性防水胶粘剂。在涂胶之前，每个木材层压都要进行结构和美学适用性的最终检查，并精确地刨平以确保化学活性粘合表面。在层压房屋中，层压是定向的，因此胶合线垂直于墙壁，从而使成品木材的内外表面具有坚固的整体外观。工程结构层压梁和木材，包括层压房屋，必须符合建筑规范要求的严格质量控制标准。除了每个原木设计的工程外，持续的质量保证措施包括使用窑干，应力分级木材，持续监测粘合剂的混合和应用，以及测试固化胶合线的强度和抗湿性。
每年几次，由国际认可的认证机构全权认证的第三方检验机构对木材的准备和分级、专门的粘合剂和粘合剂涂敷设备、所有层压程序和压力机以及成品的内部质量保证测试进行突击检查。这些要求的第三方检查是夹层房屋生产中使用的总体工程/质量保证计划的另一部分。
覆膜大大减少了检查
检查实心原木是由于在干燥时看到的切向(周向)收缩比径向收缩(采油树的内外方向)更大。家居草通常需要1-2年的时间来干燥到与环境平衡时所建立的水分含量。从数值上看，美国大多数地区的外部平衡水分含量(EMC)在室外约为8 - 12%，在室内约为4-8%。
在潮湿地区，夏季和冬季原木含水率的差异可能会达到几个百分点，但初始干燥到EMC通常会导致固体原木接受原木中心的检查。
另一方面，木材更薄，可以在相对较短的时间内，通过最少的检查，有效地干燥到接近建筑原木的湿度。当层压在6至10%的水分含量时，层压原木将经历很少的干燥，即使在干旱的气候或在冬季加热的房屋内。建造没有大检查常见的实心原木，层压原木将保持其光滑，几乎无检查的表面通过多年。
无明显收缩、沉降和翘曲
当考虑到原木收缩、翘曲以及墙体沉降时，层压原木比实心原木具有显著的优势。由于用于制造层压原木的木材已被彻底干燥到近似使用的含水率(10-12%)，因此完成的原木不太可能在高度上收缩，沉降量不超过框架结构允许的典型量(0.5%)。国际规范理事会关于原木结构设计和建造的标准[1]解决所有类型的原木结构的沉降与规定和计算方法，以确定何时施工系统需要允许沉降。由于层压原木预计不会收缩并造成足够的沉降，因此当使用适当含水量的木材进行工程和层压原木时，不需要设计沉降余量。
实心原木很少沿纵轴排列，因此，在储存、施工和最终干燥到EMC期间，会受到干燥和随后的翘曲、弯曲和扭曲的影响，与实心原木不同，层压原木是用已经完成干燥的木材建造的直而方的，在正常的季节性水分循环期间，木材的运动要少得多。这种运动由于轻微的肿胀和收缩循环导致关节松动，水/气隙打开。由于层压原木是由几个单独的块组成的，因此强度降低和产生运动的生长特征，如螺旋纹、节、节袋、反应木和其他特征，不会形成在实原木中普遍存在的强度降低、产生翘曲的连续系统。当放置在层压原木中时，这些“缺陷”被重新分配，结果是墙体原木和结构木材在其整个使用寿命中保持笔直，坚固和坚硬。
通过混合从一棵树上切割的木材的位置，这些特征在任何一个横截面上都不会占据显着的体积。因此，使用随机定位的树木的木材进行层压的木材的整体强度大于从同一棵树上锯下相同尺寸的实木。
利用工程日志节约施工和维护成本
施工时间和人工成本占建造房屋成本的主要部分，使用层压原木会以非常积极的方式影响施工时间和人工成本。除了定期涂饰保护外，还必须定期检查实心日志，并定期维护日志之间的其他分隔。使用层压原木也同样降低了长期维护成本，因为不需要对固体原木偶尔会出现的大量调味检查进行特殊处理。就像最高质量的红木壁板一样，通过常规的外部处理维护，将保留光滑、美丽的外部和内部表面。
胶合线的长期耐久性
层压房屋使用与用于木桥、建筑脚手架和其他高应力、暴露用途的外部结构梁相同的防水、永久性粘合剂生产。在木材的选择和干燥、粘合剂的混合和涂敷、原木的组装和压制、成品刨平和测试等过程中的质量控制程序都确保了长使用寿命，并且不会因胶水故障而分层。蒙大拿大学木材科学实验室的一项研究研究了东部铁杉和东部白松未完工和未受保护的层压房屋的寿命，结果显示没有分层或真菌腐烂的情况。由于持续暴露在天气中超过10年，表面风化可以很容易地使用普通木材准备材料去除，并且很容易接受污渍和外部饰面。亚搏手机版app官网下载在这些研究中，原木房屋的原木受到保护，免受许多风化的影响，可以期待在这些曲折的测试制度中看到同样出色的结果。
层压原木是一种非常适合原木结构的工程木制品
层压房屋结合了原木建筑的美学、成品商业木壁板的寿命和长期抗风化、检查和翘曲的经济性。现代工程和粘合剂技术，结合历史悠久的制造方法和现代家居设计和工程，使层压原木成为当今原木购买者和建筑商非常有吸引力的、合乎逻辑的经济建材选择。
埃德温·j·伯克博士
森林管理系主席
蒙大拿大学木材科学实验室主任
2015年6月
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[1]国际代码理事会，2007。木结构设计与施工标准．ICC 400-2007是日志。4051 W。伊利诺斯州乡村俱乐部山弗洛斯莫尔路60478。
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