结构胶合木的发展历史

    结构胶合木在北美和欧洲有很长的发展历史。作为现代工程木产品的始祖，它从最初的作坊式加工生产的产品，一发展成为现今世界建筑工程领域中重要的角色。
 

    最早对胶合进行专利注册的是旧时德国魏玛的赫茨（Otto Karl Friedrich Hetzer 1846-1911），他于1900年先后在瑞士和德国申请并获得了专利。赫茨于1906年在德国注册的曲线型胶合构件的专利（注册专利号#197773），标志着拱形结构胶合木应用的真正开始。


    在北美，结构胶合木技术的最早应用大约在1934年，注册建筑师和工程师麦克斯·海因内希（Max Hanisch）为威斯康辛州Peshtigo市的学校和社区体育馆设计了“全胶合”拱形屋盖结构，成为美国历史上第一座采用胶合的建筑。海因内希采用三角拱设计了威斯康辛州Peshtigo的体育馆，跨度19.7m，树种采用南方松，胶粘剂采用酪蛋白胶。由联合结构公司制造。1934年。美国农业部林产品实验室（FPL）建造了其在麦迪逊的展示建筑，对联合结构公司生产的14.2m的结构胶合拱进行了试验，试验结果大大超出预期。


    1935年在威斯康辛的Hofa Park的圣斯塔尼斯劳斯天主教堂建成集会大厅采用的是南方松建造的哥特式拱。另外，海因内希设计了威斯康辛州Laona的圣雷奥纳多天主教堂，明尼苏达州建筑师菲舍尔（Nairne W. Fisher）在圣马丁天主教堂设计、宾夕法尼亚州建筑师斯蒂克（G. W. Sticle）在Sharmokin教堂的集会大厅设计中均采用了胶合。


    1940年联合结构公司在威斯康辛州的Yahara河上的詹妮弗人行桥采用了两榀24m跨度的胶合拱。美国西北航空公司在北达科他州Fargo建造了一座拼接工机库，拱间距为3m，跨度为46.8m。1942年在明尼苏达州的圣保罗，两座185米长的机库采用跨度为52.7m的胶合木建造。佛罗里达西棕榈滩的Jai Alai Fronton体育馆采用了跨度为75.3m的对接胶合拱。50年代，蒙大拿州州立学院的圆形体育馆采用的拱跨度达到91.5m。1962年，肯塔基州的 Richmond的州立学院的校友体育馆跨度达94m，主拱截面尺寸在最大处为457x2160mm。70年代，位于新墨西哥州沙漠中用于美国军方进行电磁脉冲对飞机作用试验的“高架平台”使用了650万千板尺结构胶合木。


    1994年，在挪威利拉哈默尔举行的冬季奥运会的三个主要场馆均采用了结构胶合木。在Hamar的“海盗船”型体育馆是根据Viking时代的海盗船设计，采用结构胶合木拱桁架，跨度达到96.4m。


发展背景

　　胶合于1907年首先在德国问世，至40年代中期已发展成为现代的一个重要分支。广泛应用于各种工程上。中国第一座胶合的房屋于1957年在北京建成，随后也在其他工程结构上得到一定的发展和应用。



基本分类


层板胶合结构

　　用木板或小方木重叠胶合成矩形、工字形或其他截面形式的构件及由
之组成的结构。层板胶合的优点不仅可以小材大用、短材长用，而且还可将不同等级（或树种）的木料配置在不同的受力部位，做到量材适用，提高木材的利用率。但这种构件在少量生产的情况下，其价格要比普通木料高，只有在成批生产或大量利用废料时才能收到良好的技术经济效果。

　　用胶合板为镶板、普通木材或胶合木为骨架的胶合结构。按胶合板受力状态的不同分为两类：　　一类是以胶合板主要承受剪切应力的结构，如工字形和箱形截面的梁、拱和框架及褶板。　　另一类是以胶合板主要承受正应力的结构，如屋面板、墙板、壳体和管结构等。　　胶合板的优点在于板面宽大，而又具有较好的匀质性。因此，适应性强，用作承重结构，容易满足建筑设计的要求，但结构用胶合板比一般装修用胶合板的质量要求高，要有特定的质量标准。胶合的强度和耐久性在很大程度上取决于胶合质量。要按专门的规定进行设计。因此，在设计与制造上要对胶的选择、木材的拼接构造以及胶合工艺条件等提出专门的技术要求。



结构用胶
　　一般要求胶缝的抗剪和抗拉强度应不低于被胶合木材的强度，并具有良好的抗菌性和耐久性。对于胶的耐水性的要求，则按各种工程所处的不同条件，予以区别对待。如在经常受潮的结构中，应使用耐水性强的苯酚甲醛树脂胶或间苯二酚甲醛树脂胶；在室内有防潮的结构中，可采用价格低廉的脲醛树脂胶。



拼接构造
　　宜按材料的具体情况设计，一般要求在不致引起胶缝内应力过大的条件下应尽量使用厚板胶合，以减少木料的加工损耗和用胶量。直线形构件的板厚以3～4厘米为宜，弧形构件还应不大于其曲率半径的1/300。短料接长以采用手指相互插接的指接最能充分利用木材。但在构件受拉力很大的部位，则应采用斜率为1 /10的斜搭接，以保证重要接头传力的可靠性。相邻两层板的接头位置应适当错开，且不可顺一方向布置成阶梯形，以免影响构件受力。胶合板的拼接主要是在不同的受力区段使用不同等级的胶合板。因此，要按专门的规定进行设计。


技术要求
　　用于胶合的木材，其含水率应不大于15％，胶合面应予刨光，以使胶缝密合，胶液渗透顺畅。为了保证胶粘质量，每批胶要经强度检验合格后方可使用。同时，还应注意每种胶的使用条件，如酚醛树脂胶要在16°C以上的气温中方能保持其正常的性能。 　　木料涂胶叠合后，须加压养护至胶液完全固化。适宜的压力为0.3～0.5兆帕（指接时为1.0兆帕）,常温加压时间为24小时，卸压后继续养护24小时即可交付使用。如果提高室温或对胶缝施以微波加热，则加压养护时间可大为缩短，但需经试验确定。 　　符合上述条件制作的胶合木构件，可视为整体木构件进行计算。但由于胶合木构件可作成任意的截面形式和高度。因此,在计算中，尚应考虑上述因素的影响,以保证胶合的必要刚度和侧向稳定性。

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