目前正在阅读

选择什么?木材与工程木材

工程木

选择什么?木材与工程木材

多年来,建筑商一直使用传统的木材建造房屋,但自从工程木出现以来,建筑商就一直在想,我在项目中使用哪一个? 


作者:凯文·拉塞尔堡(Kevin Russelburg),特约编辑 2019年2月3日
堆放在伐木场的木材准备房屋框架
对于大多数普通的住宅建筑,建筑商通常使用锯材。但是,当地板框架或其他结构部件特殊,跨度大或复杂时,许多人会转向工字钢和其他工程木产品。 (照片:PXfuel-CCO)
这篇文章首先出现在 PB 2006年1月 Pro Builder问题。

 

自原始发布日期为2005年12月12日以来,此文章已更新。

虽然传统的固体锯材仍然是房屋建筑商的普遍选择,主要是由于他们对产品的熟悉程度以及最初的成本可以降低, 人造木材继续受到欢迎,部分由 r伊辛木材价格,这也刺激了新技术的引进,这些新技术使用了更多的木材种类,并利用小尺寸的木材和木材残渣来制造复合结构板和工程木构件。

根据美国农业部的数据,预计胶合木,工字梁和层压单板木材(LVL)等工程木制品的市场份额将继续稳定增长,2017年胶合木产量(2.713亿板英尺)增长5.6比上一年的百分比;工字钢产量(2017年为5.18亿线性英尺),比上年增长7.5%; LVL产量(2017年为7300万平方英尺)比去年同期增长12.3%。 

影响尺寸木材与工程产品选择的其他因素包括:

  • P尺寸木材会产生质量问题,安装后建造商更正这些成本可能会很昂贵
  • 木材尺寸的限制:较小的深度和长度,因为其尺寸取决于制造木材的尺寸。

 

为住宅建筑行业开发和制造工程木产品的主要参与者包括:Boise Cascade,乔治亚太平洋,Huber工程木,LP,Universal Forest 产品展示 和Weyerhaeuser。
 

工程木关键术语

工程木又称复合木,由一系列木制品组成,这些木制品是通过将胶合板的单板,纤维,线材和颗粒与粘合剂粘合在一起制成人造复合材料而制成的。此类建筑材料包括从胶合板,托梁到屋顶桁架的各种产品。

预制木工托梁

预制的木材工字梁是结构性承重产品。工字梁通常有很长的长度,并且由于它们很轻巧,因此具有易于在现场作业的优势,而无需使用昂贵的搬运设备。它们的“ I”形结构提供了高弯曲强度和刚度特性。 

“ I”配置由两个法兰之间的上,下水平组件(法兰)和垂直部分(腹板)组成。法兰由层压单板木材或层压结构木材制成,尺寸范围为1 5/16至1 1/2英寸厚和1 1/2英寸至3 1/2英寸宽。该网通常由OSB(定向刨花板)制成,厚度为3/8英寸或7/16英寸,具体取决于其在住宅安装中的应用。

 

Trus Joist工程木安装
此处显示了这些木工I型托梁(如Weyerhaeuser制造的Trus Joist TJI托梁)之类的现代框架材料,用于地板系统具有重量轻,长度长的优点。 (照片:Weyerhaeuser提供)

工字梁深度也可以变化。在住宅安装中,深度通常为9 1/2到16英寸,而对于商业应用,深度可能高达48英寸。


有关


 

胶合木

胶合层压木材 (胶合木)是一种工程应力等级产品,通过将厚度小于或等于2英寸(50毫米)的单个木材粘合在一起而制成。各个木材末端连接在一起以形成称为层压的长条。然后将这些叠片面粘合在一起以制成成品。 美国胶合木的一半以上用于新的住宅建设和改建用途。

木材的种类,胶水的类型以及防腐剂的类型和用途都是影响glulam耐用性的因素,但是正确指定胶合木可以提供一种耐用,低维护的解决方案。 胶合木的优点包括:

  • 适用于大跨度和弯曲设计,胶合木提供强度而又不影响设计意图或美观性
  • 与钢材或混凝土相比,木材具有出色的强度/重量比,而glulam的强度/重量比是相同承重能力的木材的1到2倍。减少结构重量的优点之一是建筑物的基础可以更小。
  • 胶合木梁的水分含量低(在生产阶段约为12%)。对于普通的绿色木材和窑干木材,含水量分别约为20%至50%和12%。结果,胶合层可以吸收周围空气中的水分而不会破裂,使其成为更潮湿气候的合适选择。
  • 它具有高强度和尺寸稳定性。在实木柱和梁会破裂和扭曲的地方,胶合层构件将保持稳定。

 

英国谢菲尔德冬季花园的弯曲胶合层成员
胶合木可以制成各种形状,因此可以在不牺牲结构要求的情况下为建筑商和建筑师提供设计自由。 (照片:维基共享资源/史蒂夫F)

 

层压单板木材(LVL)

层压单板木材是通过在大坯料中将薄木单板粘合在一起而制成的,因此所有单板的纹理都与长边方向平行。一个LVL的优点包括:

  • 使用小型原木制作长尺寸LVL产品的能力
  • 由于材料的薄衬板层已预先分级以提高刚度,因此具有统一的结构特性 
  • LVL的低变异性和薄层中随机的木材特性,因此具有很高的强度 
  • 使用普通木工工具切割和加工LVL的能力


 

层压单板木材
层积单板木材是一种高强度的木质结构材料,具有同质性,并具有独特的性能特征。 (照片:Wikimedia Commons / KLski,CC-Share Alike 3.0)

 

根据 预约定价安排 —北美工程木材协会预测,大多数工程木材产品的北美生产 大幅上升 在接下来的五年中。面对不断变化的木纤维资源基础,工程木材产品的增长证明了木制品行业的技术适应性。

预约定价安排 传播总监杰克·梅里(Jack Merry)说:“由于可用于木制品生产的传统和公共林木较少,生产商不得不改进现有方法,并发明新的方法以更少的成本和替代的木纤维资源生产更多的木材。”木材协会。 “该行业正在以巨大的成功应对这一挑战。”

尽管术语“工程木材”用于描述各种材料,但大多数定义为 结构组件 已经被制造出来的人造木材是通过将木条,单板,木材或其他形式的木纤维粘合在一起而制成的,以生产出更大且整体的复合单元,该复合单元比其各个部分的总和更坚固。

可能是增加工程木材使用量的最重要因素是 总安装成本低于尺寸木材 。其他好处与工程产品的易于安装,尺寸稳定性和结构完整性有关。 “工程木材产品实际上改善了木材的许多固有结构优势,” Merry补充道。 “例如,交叉层压的胶合板和定向刨花板可沿木材的强度在两个面板轴上分配载荷。与实心锯木相比,胶合木梁和工字形托梁可以在更长的跨度上承受更大的载荷。相同的尺寸。”

 

精心设计的解决方案提供了优势

材料质量的一致性是工程木材的主要优势。从制造 干物料 在非常严格的制造标准下,木材工字梁通常不会收缩,翘曲,杯状,冠状或扭曲。在制造过程中需要质量保证程序,以确保最终产品具有均匀的强度和刚度。这些因素都会影响产品的尺寸稳定性。

木制品所需的制造工艺会增加成本,使工程木材的每线性英尺价格比传统锯材昂贵。佐治亚太平洋公司工程木材经理迈克·奥戴(Mike O'Day)说:“产品的总安装成本实现了收益。” “安装成本包括材料使用费用,以及 劳动要求 用于安装。与尺寸木材相比,工程木材更轻且间距更远,因此可以加快安装时间并减少劳动。结果通常是使用工程木料可以降低每平方英尺的总安装成本。” O'Day补充说。工程木料还减少了建筑商的回叫次数。吱吱作响的地板或充气地板的校正成本通常很高。梁可以大大减少与此问题相关的回调。

人造木制品 也是环保的。 “随着林业在美国作为木纤维的主要来源的到来,要找到一种能够研磨较大块木料的资源变得越来越困难。木材工字梁的深度可以超过48英寸,长度超过40英尺,使用的木材纤维比固体锯木托梁少60%。在工作现场几乎没有浪费,” 预约定价安排 高级工程师PE L协会。

 

在加拿大的蒙莫朗西河上的胶合木桥
在加拿大魁北克,蒙莫朗西大桥使用12个胶合木拱门跨越约108英尺。 (照片:Wikimedia Commons / Cephas – CC-Share Alike 3.0)

 

除了常见的10英寸和12英寸标称深度之外,工程I型托梁的深度还超过了传统框架木材的深度。建造者可以使用的深度不超过48英寸,长度仅受地面运输和处理限制。与木材相比,一个优点是,较深的I型托梁构件仅比较浅的I-梁构件逐渐增加成本,因为它通过添加更多的纤维网材料而变得更深。订购的I型托梁被切割成所需的确切长度意味着在现场100%的利用率,从而几乎或根本没有浪费。

由于其横截面为“ I”形,因此它们的重量比木材托梁减轻了60%,因此更易于搬运。即使托梁潮湿或被木屑覆盖,法兰也可提供牢固,舒适,安全的抓地力。一名工人可以轻松地操纵长达25至40英尺的托梁。

 

相对于传统木构架的工字梁的强度特征

对于传统框架(中心托梁间距为16英寸或19.2英寸), 托梁 比坚固的锯材坚硬50%。就强度而言,对于简单的跨度,具有最低设计值(PRI-20)的I型托梁系列可以跨度达到最坚固的实心锯木托梁(S. Pine)的英寸。在多跨度情况下,工字梁具有优势,因为长度超过20英尺的实心锯材非常罕见且昂贵。建筑经销商和工字钢制造商具有替代分析软件,并且在大多数情况下可以免费提供此服务。

 

工程木材的局限性

与传统木材一样,工程木材确实有其局限性。的 了解可接受的应用程序的关键 正在对材料进行教育。当前,大多数工程木产品仅限于室内使用。

缺乏对产品的了解: 拒绝指定工程木材通常来自对产品不熟悉的分包商。在安装必须通过工程木材铺设的管道和电力时,潜水员需要小心。需要仔细考虑在何处以及如何对其进行切割。 O'Day说:“直径小于1.5英寸的孔只要没有在法兰上或进入法兰中就可以了。在腹板材料上钻孔通常是可以接受的。”

安装错误: 结构系统中的木工I型托梁的损坏通常与法兰上的缺口或制造商的腹板孔信息使用不当有关。设计损坏的I型托梁的维修可能非常困难,并且需要了解许多设计人员可能不熟悉的I型托梁,胶粘剂和紧固件。幸运的是,大多数制造商都愿意为大多数应用程序提供修复程序。当前有许多产品通过代码接受系统工作,可在现场使用该产品,以将托梁恢复到其全部容量,而无需设计解决方案。

消防安全问题: 另一个关注点是人造木工木托梁的防火安全性。 从消防的角度来看,预制木工I形托梁由于其“ I”形在顶部和底部法兰之间具有OSB腹板而具有悠久的历史 着火时倒塌危险。保险商实验室与芝加哥消防局,密歇根州立大学和国际消防局长协会合作 一项火灾研究报告,于2006年发表旨在了解屋顶和地板设计中使用轻巧结构的木质桁架和工程木材对消防员的危害。 

 

行业趋势

在过去的十年中,使用工程木材产品的安装量有所增加。而且,据联合市场研究公司(Allied Market Research)预测,从2016年到2022年,工程木市场的复合年均增长率(CAGR)为24.8%,到2022年将超过400亿美元。 

工程木产品的日益普及可归因于多种因素,包括:

  • 尺寸木材供应和价格波动
  • 对房屋建筑商进行人造木材材料及其优势的教育
  • 在美国几个州(例如华盛顿州和加利福尼亚州)引入绿色建筑标准,这反过来又鼓励开发与低排放水平相关的更多工程木产品
  • 消费者对人造木产品的接受程度不断提高。

 

相关故事

建筑材料

这种新材料可以代替玻璃窗吗?

马里兰大学创造了一种新的透明,类似玻璃的材料,它具有较低的导热性,较高的强度以及较少的导热性。

设计

砖又回来了:经过多年的下降,外墙材料又回来了

据Home 革新 Research Labs报道,经过多年的下滑,越来越多的建筑商选择砖作为外墙材料。越来越多的…

新美国之家

2021年新美国家庭装修后的产品

新美国之家 2021使用的绝缘,HVAC,电涌保护以及更多产品

更多类别




创建一个帐户

建立帐户即表示您同意Pro Builder的 服务条款隐私政策 .


每日饲料通讯

在收件箱中获取Pro Builder

每天,Pro Builder的编辑都会为您的收件箱整理最新的突破性行业。

保存您关心的故事

Lorem ipsum dolor坐在amet lorem ipsum dolor坐在amet lorem ipsum dolor坐在amet。

书签图标可让您将任何故事保存到您的帐户中,以便以后阅读
点按一次即可保存,然后点按一次即可取消保存

看起来像你’重新使用拦截器!

Pro Builder是受支持的网站,我们注意到您已在浏览器中启用了拦截。您可以通过两种方式继续阅读:

禁用拦截器
立即停用
订阅Pro Builder
订阅
已经是会员? 登入
成为会员

订阅Pro Builder以进行无限制访问

Lorem ipsum dolor刚坐下,私服了精英人士,sed do eiusmod tempor incididunt ut Labore et dolore magna aliqua。