編者按：上期《本刊專題》介紹上?！捌礁钠隆钡慕?jīng)驗，在讀者中引起強(qiáng)烈反響，并得到建設(shè)部有關(guān)領(lǐng)導(dǎo)的關(guān)注。一些作者也踴躍來稿介紹“平改坡”技術(shù)及作法，本刊選發(fā)兩篇權(quán)作上期專題的后續(xù)報道。

一、輕型木桁架

輕型木桁架是由各種尺寸的規(guī)格材制作，桿件之間采用金屬齒板連接，金屬齒板由不同等級及不同厚度的鍍鋅鋼板制作。輕型木桁架主要用于木屋架和樓面擱柵?？蓱?yīng)用在木結(jié)構(gòu)、鋼結(jié)構(gòu)和混凝土結(jié)構(gòu)的屋頂，最適合在已建的建筑物上進(jìn)行“平改坡”工程的設(shè)計和施工（見圖①）。除了荷載布置與支座位置的限制外，桁架可以設(shè)計成各種形狀。而在已建的建筑物上采用輕型木桁架的方式進(jìn)行“平改坡”，在設(shè)計、施工和使用時一般不受任何限制?！　　　　　　?BR>圖① 在已建的建筑物上進(jìn)行“平改坡”工程

采用規(guī)格材木桁架制作坡屋面，具有許多優(yōu)點(diǎn)：
1． 經(jīng)濟(jì)實用、保溫隔熱性能優(yōu)越，在建筑使用期可節(jié)約能源。采用木桁架制作的坡屋面系統(tǒng)完全能夠達(dá)到國家有關(guān)建筑節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)的要求和規(guī)定。
2． 施工期不受天氣影響，施工工期較短。采用木桁架制作坡屋面不受氣侯影響，特別是在北方寒冷的冬季也可正常施工。另外，許多木構(gòu)件可在固定的加工廠加工制作，縮短了現(xiàn)場施工的時間，減少了對業(yè)主和環(huán)境的影響。
3． 木桁架制作的坡屋面重量輕，特別適用于已修建完成的建筑屋頂“平改坡”的改造工程。在承受相同外荷載的情況下，木結(jié)構(gòu)的自重與混凝土結(jié)構(gòu)、鋼結(jié)構(gòu)的自重相比要輕很多。在加屋頂或加樓層時，木結(jié)構(gòu)對原有建筑的結(jié)構(gòu)影響最小。
4． 木桁架下形成的閣樓可以作為生活起居用房，也可以當(dāng)作倉庫使用。并且，這種屋面系統(tǒng)對于新建建筑或已建建筑都適用，這種構(gòu)造做法的技術(shù)很成熟，在歐洲已經(jīng)使用了很長時間。
大多數(shù)輕型木桁架是在工廠制作，現(xiàn)場安裝，這種形式的木桁架一般跨度較大。輕型木桁架也可直接在施工現(xiàn)場制作。現(xiàn)場制作輕型木桁架時，應(yīng)根據(jù)金屬齒板的型號和要求，按規(guī)定進(jìn)行施工?？缍容^大的木桁架的金屬齒板節(jié)點(diǎn)連接一般需要專門的機(jī)械設(shè)備，采取滾壓或液壓施工。
我國國家標(biāo)準(zhǔn)《木結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》GB 50005-2003在修訂時，規(guī)范第六章第三節(jié)專門增加了齒板連接的相關(guān)內(nèi)容，但是GB 50005-2003中沒有對輕型木桁架的設(shè)計作出具體規(guī)定。這主要是涉及到許多方面的問題。比如說金屬齒板的承載力設(shè)計值的確定、木桁架節(jié)點(diǎn)模型假定等等問題。因此，在沒有作認(rèn)真仔細(xì)的研究工作時，規(guī)范GB 50005沒有對輕型木桁架的設(shè)計作出具體規(guī)定。目前，根據(jù)我國建筑工程的需要，我們已開始進(jìn)行這方面的研究工作。
輕型木桁架設(shè)計的步驟主要包括：
1． 通過結(jié)構(gòu)分析確定桁架桿件的內(nèi)力；
2．選擇桁架桿件所用規(guī)格材的強(qiáng)度等級與尺寸；
3．  確定連接齒板的大小。
輕型木桁架的設(shè)計通常采用計算機(jī)結(jié)構(gòu)分析軟件來進(jìn)行設(shè)計，這些分析軟件是根據(jù)特定的設(shè)計程序而開發(fā)的。在國外，每個金屬齒板的制造商都有各自的輕型木桁架的結(jié)構(gòu)分析軟件，如果采用他的金屬齒板，就會免費(fèi)提供輕型木桁架的設(shè)計程序。

二、輕型木桁架在混凝土結(jié)構(gòu)中的應(yīng)用

在混凝土結(jié)構(gòu)上采用的輕型木桁架同樣是由規(guī)格材制作，桿件之間的連接除采用金屬齒板連接、釘連接外，通常采用特制的連接件來進(jìn)行連接。這種特制的連接件是在金屬薄鋼板上鉆了許多小孔，連接時，根據(jù)木桁架節(jié)點(diǎn)的具體情況，使用圓釘與規(guī)格材連接。特制連接件特別適合現(xiàn)場制作的木桁架節(jié)點(diǎn)的連接，它只需要人工敲打就能完成連接。
在混凝土結(jié)構(gòu)上采用的這種輕型木桁架的承重系統(tǒng)包括兩個主要部分（見圖②）：
1． 混凝土與輕型木桁架的連接；
2． 輕型木桁架體系。 
混凝土與木結(jié)構(gòu)的連接面起著把木屋蓋的力傳遞到下部建筑上的作用。應(yīng)考慮向下或向上的豎向荷載作用，以及水平荷載作用。木桁架與鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)之間的連接，一般的做法是在鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)上放置一個單獨(dú)的木墊板，木墊板采用規(guī)格材制作，然后把桁架放在墊板上。而另一種做法是將木桁架的構(gòu)件直接與鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)相連。
圖② 輕型木桁架承重系統(tǒng)示意圖
木墊板與混凝土結(jié)構(gòu)之間、木桁架與混凝土結(jié)構(gòu)之間的連接，一般采用錨栓。錨栓與混凝土結(jié)構(gòu)的連接主要有兩種方法，第一種是在混凝土結(jié)構(gòu)中預(yù)留錨栓；另一種是通過預(yù)留孔或鉆孔置入膠粘劑固定的膨脹螺栓。兩種不同方法有不同的承載力，因此，適合不同的情況。

三、在已建的建筑中采用輕型木桁架的實例

歐洲木業(yè)協(xié)會在北京修建了一個“平改坡”改建的示范工程。該示范工程位于北京市海淀區(qū)三義廟，屬于海淀房地產(chǎn)管理局。建筑施工平面面積約1000平方米，施工單位是北京城建，實際施工時間30天左右。原有建筑為六層的磚混結(jié)構(gòu)，根據(jù)要求進(jìn)行屋頂“平改坡”的改建工程。在歐洲木業(yè)協(xié)會的大力支持下，于2004年9月開始，11月完成。
該示范工程采用的輕型木桁架屋蓋結(jié)構(gòu)由四部分組成：
1. 不同類型的節(jié)點(diǎn)構(gòu)成的連接（見圖③）。該示范工程中包括：木墊板與混凝土結(jié)構(gòu)之間的錨固連接；木桁架與木墊板之間的錨固連接；木桁架規(guī)格材的節(jié)點(diǎn)連接；次要構(gòu)件與木桁架的節(jié)點(diǎn)連接。
圖③  北京示范工程不同類型的節(jié)點(diǎn)構(gòu)成的連接

2. 由輕型木桁架組成的主要承重體系。該示范工程中包括兩種形式的承重木桁架（見圖④）。
圖④  北京示范工程采用輕型木桁架的兩種形式

一種輕型木桁架是采用芬克式桁架，木桁架屋面下的空間無法加以利用（圖中遠(yuǎn)處）。另一種是木桁架屋面下的空間寬闊，可以上人，能夠加以利用（圖中近處）。

3. 次要承重體系，由檁條、掛瓦條或者不同的板條組成，它們把荷載傳遞到桁架上。該示范工程中采用了水平檁條和屋面板。
4. 由木梁、型鋼或者板條組成的支撐系統(tǒng)。這個系統(tǒng)從屋脊到屋檐與桁架垂直，起傳遞荷載（包括風(fēng)荷載、地震產(chǎn)生的水平荷載和支撐椽條的力）的作用。該示范工程中采用了檁條、型鋼、水平支撐、木梁，以及屋面板也發(fā)揮水平支撐的作用。
該示范工程在建筑節(jié)能和建筑防火方面也采取了措施。首先在坡屋面規(guī)格材的空隙內(nèi)填加了巖棉，巖棉具有保溫、隔熱、隔聲和防火的多種作用?？墒褂貌糠值膬?nèi)部空間采用石膏板作為面板，能更好地防止火災(zāi)的發(fā)生。不可使用部分的木桁架表面全部經(jīng)過防火涂料的處理（見圖⑤）。在兩種不同形式的木桁架變化處，增設(shè)的木骨架組合墻體，墻面采用石膏板作為面板，同時也具有防火分區(qū)的功能。
（a）使用部分的內(nèi)部空間
（b）不可使用部分的內(nèi)部空間
圖⑤  北京示范工程的內(nèi)部空間
在施工過程中，該示范工程使用的是中國的一般工人，歐洲的技術(shù)專家作現(xiàn)場指導(dǎo)。示范工程所采用的材料除木構(gòu)件采用的規(guī)格材（木材）和齒板等連接件是歐洲生產(chǎn)外，其余材料均采用國內(nèi)生產(chǎn)的產(chǎn)品。（圖⑥）是該示范工程完成后的內(nèi)部空間的情景。
圖⑥  北京示范工程建成后的內(nèi)部空間

四、在混凝土結(jié)構(gòu)中輕型木桁架的發(fā)展

該示范工程是混凝土結(jié)構(gòu)上采用輕型木桁架最好的一個例證，也給木結(jié)構(gòu)建筑在實際工程中的應(yīng)用指明了另一個方向，這將對我國木結(jié)構(gòu)的發(fā)展起著十分重要的作用。隨著我國國民經(jīng)濟(jì)的不斷增長，以及各種形式的技術(shù)交流活動的推廣，一定會推動我國木材工業(yè)和木結(jié)構(gòu)建筑的快速發(fā)展，木結(jié)構(gòu)技術(shù)也會不斷提高，符合我們國情的木結(jié)構(gòu)建筑一定會被大量采用。
在我國已頒布的有關(guān)木結(jié)構(gòu)建筑的相關(guān)國家標(biāo)準(zhǔn)中，對輕型木桁架在混凝土結(jié)構(gòu)中的應(yīng)用，可以起到一定的技術(shù)保證?；灸軡M足工程建設(shè)的需要。但是，相關(guān)國家標(biāo)準(zhǔn)沒有系統(tǒng)的對輕型木桁架作出更加詳細(xì)的規(guī)定，在輕型木桁架工程的設(shè)計、施工、驗收等方面還存在一定的困難。因此，需要對輕型木桁架的相關(guān)技術(shù)開展更進(jìn)一步的研究，以便這一體系能在我國更好的應(yīng)用。目前，我們規(guī)范管理組正在針對輕型木桁架的技術(shù)研究開展工作。

作者：國家標(biāo)準(zhǔn)《木結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》管理組副主任、中國建筑西南
      設(shè)計研究院高級工程師