闕澤利，高一帆，戈禧蕓

(南京林業(yè)大學木結構建筑系，南京210037)

多榀木桁架的研究現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢

闕澤利，高一帆，戈禧蕓

(南京林業(yè)大學木結構建筑系，南京210037)

輕型木桁架由于其優(yōu)異的性能在現(xiàn)代木結構建筑屋蓋與樓蓋系統(tǒng)以及城市的“平改坡”工程中得到廣泛的應用。而在輕型木桁架類別中，除普通單榀木桁架外，還包括多榀木桁架，這種多榀木桁架是由多片單榀木桁架通過連接件組合而成。多榀木桁架一般用于屋蓋或樓蓋系統(tǒng)中的關鍵部位，其除受到上部均布荷載外，還受到其他與其搭接的普通桁架傳遞的集中荷載，其受力環(huán)境較普通桁架更為復雜。這種通過多個單榀木桁架組合而成的多榀木桁架也成為現(xiàn)代木結構屋蓋、樓蓋關鍵承力節(jié)點處最常用的結構形式，有著廣泛的應用前景。筆者結合多榀木桁架的連接節(jié)點性能、輕型木桁架的承載性能及破壞機理、加載制度和模型模擬等方面的國內外研究進展，總結了該領域的研究熱點，并對多榀木桁架今后的發(fā)展尤其是多榀木桁架榀與榀之間的連接方式提出了看法。

輕型木桁架；多榀組合；連接節(jié)點；靜載試驗

近年來海綿城市的建設得到了國家的大力支持，這主要是由于海綿城市建設是惠及民生福祉，有利于生態(tài)中國和美麗中國建設的系統(tǒng)工程[1]。而在海綿城市的建設中，很重要的一環(huán)就是城市老舊房屋的平改坡工程[2]。輕型木桁架體系由于其輕質高強、抗震性能好、施工簡便、設計靈活等特點在平改坡工程中得到了廣泛的運用[3-4]。此外，在現(xiàn)代木結構建筑的屋蓋、樓蓋也多是采用輕型木桁架系統(tǒng)。有調查表明，北美有超過60%的住宅采用輕型木桁架系統(tǒng)，尤其是在加拿大，這個比例更是高達95%[5]。隨著輕型木結構建筑在我國的發(fā)展，輕型木桁架在我國現(xiàn)代木結構建筑中的應用前景也會越來越廣闊。

在現(xiàn)代輕型木結構樓蓋及屋蓋支承系統(tǒng)中，除普通桁架外，在一些特殊位置處還存在一種由普通桁架組合而成的多榀桁架。這些特殊位置處的桁架除受上部均布荷載外，還受到其他與其搭接的普通桁架傳遞的集中荷載，其受力環(huán)境較普通桁架更為復雜，因此要求這種多榀桁架具有更大的承載能力。圖1所顯示的是加拿大木業(yè)協(xié)會2012版《輕型木結構施工技術指導手冊》中所列舉的這類情況。在2012版的《輕型木桁架技術規(guī)范》(JGJ/T 265—2012)中將其定義為組合桁架(Girder truss)，并指出這種桁架主要用于支承其他桁架。

圖1 多榀木桁架工作環(huán)境示例Fig. 1 Working environment of girder truss

實際工程中通常的解決方案是通過將多榀普通的輕型木桁架組合在一起作為一個結構構件以增大構件的截面面積從而得到更大的承載能力(如圖2所示)。此外這種多榀桁架的形式能夠做到取材方便，符合建筑工業(yè)化、建筑模數化的發(fā)展趨勢。

圖2 多榀木桁架在實際工程中的運用Fig. 2 Application of girder truss in building structure

此外，目前輕型木桁架所能適應的跨度也十分有限，承載能力最高的豪威式輕型木桁架的最大跨度不超過12 m，這就大大限制了輕型木結構建筑的發(fā)展。而通過普通輕型木桁架組合而成的多榀木桁架的承載能力大大高于普通木桁架，從而使得輕型木結構可以適應更大跨度的建筑要求。多榀木桁架的這一特性也被廣泛用于現(xiàn)代木結構橋梁當中[6]，所以大力研究與開發(fā)多榀木桁架必將大大促進輕型木結構的發(fā)展。

但目前針對這種多榀木桁架的受力性能和破壞機理的研究還很少有學者涉及，尤其是在節(jié)點的連接方式仍存在眾多疑惑。

筆者對目前多榀木桁架的研究現(xiàn)狀進行了概述，并結合單榀木桁架已經取得的研究成果，對今后多榀木桁架的發(fā)展提出幾點建議。

2 多榀木桁架的連接

建筑結構一直就有“強節(jié)點弱構件”的設計理念，木結構的連接節(jié)點也關系到整個建筑日后的承載能力與正常使用等性能，所以對木結構連接節(jié)點的研究是十分有意義的[7]。多榀木桁架的連接包含了單榀木桁架桿件與桿件之間的連接以及多榀木桁架榀與榀之間的連接，目前在單榀木桁架桿件與桿件之間最常用的連接方式是齒板。

2.1 齒板連接

齒板實際上是從釘接板發(fā)展而來的，它是由鍍鋅或者是鍍鋁鋅高強度鋼板經過模型沖壓而成的[8-9]。

在輕型木桁架的連接處應用齒板可以較為快速地對桁架中各弦桿定位，提高了桁架加工的效率。此外，使用齒板連接也最大限度地保持了木材的完整性，齒板與木材的協(xié)同工作，為結構提供了很好的延性。

齒板連接的性能也受多種因素的影響，主要有齒板的厚度與主軸方向，木材的紋理方向以及荷載的作用方向[10-11]。其中，增加齒板的厚度可以防止齒板撕裂破壞[12]，從而增大其承載力[10]；增加齒板的長寬比也可以緩解構件因齒板被拔出而破壞[13]。此外荷載與木紋間的夾角對齒板的極限承載力也有很大的影響[14-15]。

由前人的研究結果可知，齒板釘入桁架節(jié)點的位置對于控制齒板的性能至關重要。而目前輕型木桁架的加工還處于半自動化甚至手工化的操作階段。雖然有專業(yè)的壓機甚至有流水線式的滾壓機，但是桁架加工中最為關鍵的齒板定位并釘入的工作仍靠人工完成。這就為木桁架日后的使用留下隱患。所以今后應從工藝與設備入手，使得機器能夠依據每一榀桁架中每一個連接節(jié)點的受力特點，準確地判斷齒板的方向以及壓入位置，并壓入型號最合適的齒板。這不僅有利于提高輕型木桁架加工的工業(yè)化程度，也能最大程度地提高齒板連接節(jié)點的工作性能。

2.2 多榀木桁架榀與榀的連接

現(xiàn)代輕型木桁架多是采用2″×4″(38 mm×89 mm)或2″×6″(38 mm×140 mm)的規(guī)格材作為加工原料，其中更是以2″×4″規(guī)格的使用最為廣泛。當這種由規(guī)格材制成的單榀木桁架難以承受其所受的荷載時，就需要將普通的單榀木桁架組合成多榀木桁架運用到實際工程當中。所以研究多榀木桁架之間的連接就成為一項十分有意義的工作。

而對于多榀木桁架尤其是桁架間榀與榀之間連接的研究卻鮮有涉及。但是多榀木桁架卻已經在實際工程中得到了廣泛的應用。目前對多榀輕型木桁架的應用主要依據《輕型木桁架技術規(guī)范》內第六章對多榀輕型木桁架釘連接所做出的技術規(guī)定。表1所展示的分別是《輕型木桁架技術規(guī)范》中對不同榀數組合桁架的釘接方式所做出的規(guī)定。但是對于這種通過釘連接的多榀木桁架的承載力與破壞機理的研究還未展開。另外，通過釘連接的多榀木桁架施工繁復，不利于工廠大規(guī)模生產，這是不符合木結構建筑的發(fā)展趨勢。

表1 不同榀數組合桁架的釘接方式

除了《規(guī)范》中提及的釘連接的方式外，還有不少國外學者開發(fā)出了一系列用于單榀與多榀連接的連接件，并申請了專利[16-17](如圖3所示)。許斯明[18]通過實驗以及有限元分析的方法，對這種掛鉤連接件展開研究，得到了掛鉤件以及釘子的最終破壞形態(tài)以及釘子端部位移隨承載力變化的曲線，并提出了掛鉤件設計承載力的取值方法。

圖3 單品與多榀連接件Fig. 3 Connection between wood girder trusses

從圖4可清楚地看到，在多榀桁架的連接中所采用的方法為螺栓連接。目前對螺栓連接的研究主要集中在其承載力、破壞模式。20世紀30年代，木結構螺栓連接的設計值主要依靠經驗確定[19]。盡管有學者將木材斷裂力學與非線性分析的方法引入到對木螺栓的研究當中，對木結構螺栓連接設計值也不僅是依靠經驗，但是對于螺栓的屈服理論在木結構螺栓連接設計中的應用還不夠深入。對于不同材料制成的螺栓所表現(xiàn)出來不同性能的對比研究也甚少。此外，普通鋼質螺栓在抗火條件下所表現(xiàn)出的力學下降的特性也給建筑的安全帶來隱患。

圖4 新型多榀木桁架示意Fig. 4 A new type of girder truss

結合目前多榀木桁架連接發(fā)展所取得的進展與所存在的問題，筆者提出如下連接方案，即用木質或竹質等材料取代鋼材制成銷連接件以取代傳統(tǒng)的螺栓或釘連接(如圖4所示)。采用竹木作為銷連接件的材料，主要是考慮與鋼材相比，竹木制連接件所表現(xiàn)出的良好的抗災變性能。眾所周知，在火災發(fā)生時，高溫會使鋼材的力學性能迅速下降，此外鋼材的銹蝕也會大大降低連接件的連接性能[20-21]，而竹木制的連接件在這方面卻表現(xiàn)出較大的優(yōu)勢[22]。

根據前人[6]所做的研究，銷連接的位置選在每一段弦桿的中間，這主要是由弦桿的受力特點決定的。如圖5是筆者利用SM solve結構分析軟件做出的平行弦桁架在上部均布荷載作用下的彎矩圖與剪力圖，桁架各桿件之間的連接采用鉸接的方式。從圖中可發(fā)現(xiàn)，桁架在上部均布荷載的作用下，每根桿件的中部彎矩最大，剪力最小。再結合剪應力的計算公式：=Q/A，其中，Q表示剪力的大小，A表示受剪構件的剪切凈截面，A的減小就意味著構件中的剪切應力的增加。所以，應盡量在構件的剪力較小處開孔以防止構件的受剪破壞。但是輕型木桁架在實際工況中受力十分復雜，還需通過具體試驗對這種新型的多榀木桁架的性能進行評價。

圖5 桁架內力圖Fig. 5 Inner force diagram of truss

3 輕型木桁架靜載測試

從以上分析可以看出，目前對輕型木桁架的研究大多集中在桁架連接節(jié)點的部分，但也有不少學者對整榀輕型木桁架開展了研究，這些研究主要集中在輕型木桁架的靜承載力、破壞機理以及試驗過程中的加載制度等方面。另外,木桁架試驗對加載設施、觀測手段以及場地等試驗條件都有很高要求，試驗的成本也很高，所以在實際工程中很難對所有木桁架進行試驗，有很多學者利用有限元分析軟件對桁架的各項性能進行評估。

3.1 輕型木桁架破壞機理

國內較早開展整榀輕型木桁架靜載研究，一般都是將研究的重點放在輕型木桁架的破壞機理上面。2006年許曉梁等[23]在對四榀跨度為6.1 m的豪威式(HOWE)木桁架進行了靜力加載試驗研究，分析了該種木桁架的荷載-變形關系以及破壞機理。實驗結果顯示輕型木桁架表現(xiàn)出很高的強度儲備能力，其實際承載能力可達設計值的2.375倍。試驗所得荷載-位移圖顯示，在荷載達到設計值的2倍前都表現(xiàn)為線性關系，2倍之后才表現(xiàn)出非線性受力特征，說明輕型木桁架的破壞表現(xiàn)出很明顯的脆性。

也有學者將研究的重點放在影響輕型木桁架靜承載力的因素上[8,24]，時超[8]對三榀4.8 m跨度的芬克(Fink)式齒板連接輕型木桁架進行了靜載試驗。試驗結果顯示，在影響輕型木桁架承載能力的眾多影響因素(如規(guī)格材性能，齒板連接性能，桁架的加工制造等)當中，齒板連接性能尤其是支座處的齒板連接性能對輕型木桁架的承載能力影響最大。因為三角形桁架在受上部靜載作用下，其支座處的受力以及變形都是最大的，可以說是輕型木桁架最薄弱的環(huán)節(jié)。此外，試驗所得的荷載-位移曲線顯示，輕型木桁架在將要破壞時其變形最大，增幅超過之前桁架變形的幅度，從而驗證了輕型木桁架在破壞時表現(xiàn)出明顯的脆性。

輕型木桁架在靜載試驗中表現(xiàn)出明顯的脆性破壞的特征主要是由于其受力特點和構造所決定的。將輕型木桁架用作樓蓋與屋蓋，其受力特征類似于簡支梁，上弦桿受壓，下弦桿受拉，中間的腹桿其支撐穩(wěn)定作用。有實驗表明[23]，輕型木桁架的破壞大多發(fā)生在其弦桿以及齒板連接處，而桁架又是由各個桿件組成的一個結構體系，任何一個桿件或者齒板連接節(jié)點的破壞都會導致桁架的整體失效，所以輕型木桁架的整體失效表現(xiàn)出明顯的脆性破壞的特征。

3.2 多榀木桁架靜載試驗加載制度

多榀木桁架靜載試驗的結果與所采用的加載制度息息相關，由不同加載制度所得到的木桁架靜載試驗存在著很大差別，所以選用合理的與實際工況相符合的加載方式是十分重要的。

桁架的靜載試驗可分為破壞性試驗和非破壞性試驗，這主要取決于桁架靜載試驗的性質。如果檢驗性的試驗，如對一些已建成的建筑進行抽樣檢測就可以做非破壞性試驗。而對于一些新型桁架、連接方式或者新的樹種制成的木桁架就要進行驗證性試驗，而驗證性試驗必須是破壞性試驗。

目前我國的輕型木桁架檢測主要依據的是我國的國家標準《木結構試驗方法標準》(GB/T 50329—2012)。該標準是針對普通木桁架、膠合木桁架以及鋼木桁架試驗的唯一依據?！赌窘Y構試驗方法標準》中桁架試驗方法中明確規(guī)定，該方法適用于一切平面桁架。多榀木桁架是通過將多榀普通木桁架組合成一個結構構件用于建筑結構當中，其應屬于平面桁架的范疇。所以《標準》當中的桁架加載制度仍適用于多榀木桁架的靜載試驗。該標準是從2002版修訂而來，在桁架的加載制度上已做出了很大的改變，其中最大的改變在于T2階段的第一次持荷階段。2002版的規(guī)范在T2階段的第一次持荷的時間為24 h，而有學者[25]在參考歐盟標準(EN595—1995)的基礎上將這一時間從24 h減小到1 h。這樣既能反映出桁架在持續(xù)荷載作用下的抗蠕變性能，又可以大大縮減桁架靜載試驗的時間。

圖6 木桁架靜載試驗加載制度Fig. 6 The grading loading procedure

2012版《木結構試驗方法標準》中規(guī)定的木桁架加載制度如圖6所示。從圖中可以看出，木桁架的加載采用的是分級加載的加載方案。之所以采用此種加載方案是為了：①使桁架加載后產生的變形更加穩(wěn)定；②便于觀測木桁架在加載過程中所產生的裂紋及其發(fā)展過程；③便于試驗人員有充分的時間觀測和記錄加載后的試驗數據。從圖6可以看出，輕型木桁架的加載方案可以分為3個階段，其中T1為預加載階段，此階段的目的主要是為了檢測加載裝置，測量設備是否處在正常工作狀態(tài)；T2為正式加載階段，此階段是為了檢測桁架在標準荷載作用下的變形情況，通過將此階段的試驗結果與《輕型木桁架技術規(guī)范》(JGJ/T 265—2012)中的限值進行比對從而檢測所測試的桁架是否合格；T3階段為破壞階段，此階段的目的是為了探究所測桁架的極限承載能力，并可以通過該階段的荷載-位移曲線判斷出所測桁架的破壞形態(tài)。

3.3 輕型木桁架有限元分析

前文已述由于實驗條件的限制，有許多學者通過有限元軟件對輕型木桁架的各項性能進行評估，而對輕型木桁架有限元分析的最大難點就在于對齒板連接節(jié)點的模擬。通過齒板連接桁架的弦桿并不十分強調被連接的桿件必須交匯于一點，而是只要保證桿件具有足夠的承壓面即可，這也使得齒板連接節(jié)點的內力分析變得十分復雜，并不能采用常規(guī)的方法對其進行解析。

國內外技術人員對于輕型木桁架的研究也大多集中在齒板的工作原理上，并發(fā)表了大量的論文[26-27]。其中認同度比較高的就是齒板連接，即不屬于剛接也不屬于鉸接，而是通過荷載和相對位移的關系將其認定為是一種介于剛接與鉸接之間的一種半剛性連接[26]，并有很多學者基于這一理論對輕型木桁架進行了有限元模擬。其中，F(xiàn)oschi[28-29]是最早采用有限元方法研究齒板節(jié)點的學者，他提出了用于確定齒板節(jié)點整體的荷載-滑移特性、校核齒板節(jié)點中板齒-木材交界面單元的“單齒-荷載-位移”曲線方程。并基于其理論開發(fā)出相應軟件SAT(structural analysis of truss)，能夠對齒板連接節(jié)點在不同荷載下的荷載-滑移特性進行模擬。此外在軟件模擬方面也有學者利用ANSYS對桁架進行有限元分析，由于ANSYS可以充分考慮桁架連接的結構特性與材料特性，所以對位移、剛度以及應力分布的預測與實際更為相符[30]。而目前在木桁架的有限元分析中應用最廣泛的軟件是Sap2000[8,23,25]，利用Sap2000對輕型木桁架進行模擬只需將建好的桁架模型導入之后，將齒板連接處視為一個非線性連接單元中的一個塑性單元plastic(wen)。Barron[31]也針對SK-20齒板提出了設置該單元的參數，如線性與非線性剛度，屈服剛度與屈服比。而Barron也是最早將Sap2000用于輕型木桁架的有限元模擬。歐加加[32]的研究也表明Sap2000較其他有限元軟件，在木結構半剛性節(jié)點的模擬方面效果更好。

4 展 望

通過前面的論述，我們不難發(fā)現(xiàn)，輕型木桁架結構體系擁有著廣泛的應用前景，不少學者也對單榀木桁架展開了很深入的研究。但是多榀木桁架作為輕型木桁架結構體系的重要組成單元，我們在其承載力、抗變形能力、最優(yōu)連接方式以及大規(guī)模工業(yè)化利用等方面還存在太多問題。為了推進輕型木桁架產品的開發(fā)與產業(yè)的發(fā)展，特提出如下建議：

1)對常規(guī)的釘連接以及螺栓連接的多榀木桁架進行靜載試驗，將所得的多榀木桁架的承載力與單榀進行比對，為今后多榀木桁架的使用提供理論依據。此外還要對多榀木桁架的破壞機理進行研究，為多榀木桁架的結構優(yōu)化設計提供參考。

2)加強新型的多榀木桁架的連接方式或者連接件開發(fā)研究。新型的連接件在保證多榀木桁架的承載力的同時還要表現(xiàn)出優(yōu)異的抗災變性能，此外還需便于工業(yè)化大規(guī)模生產。

3)目前已經有學者對輕型木桁架的系統(tǒng)效應展開研究，分析了系統(tǒng)效應的來源，并得到了系統(tǒng)效應系數[33-34]。但是其研究是基于輕型木桁架系統(tǒng)中的木桁架皆為單榀，這與許多運用多榀木桁架的實際工程的工況是不同的。所以今后還要在多榀木桁架對木桁架系統(tǒng)效應的貢獻做出更深入的研究。

[1]王國榮, 李正兆, 張文中. 海綿城市理論及其在城市規(guī)劃中的實踐構想[J]. 山西建筑,2014, 40(36):5-7. WANG G R, LI Z Z, ZHANG W Z. On sponge city theory and its application ideas in urban planning[J]. Shanxi Architecture, 2014, 40(36):5-7.

[2]陳偉東. “平改坡”——申城又一道風景線[J]. 中國建筑防水, 2002(3):4-5. CHEN W D.Roof conversion in Shanghai from fiat to sloping [J]. China Building Waterproofing,2002(3):4-5.

[3]汪冬寧, 黃志巍, 金曉斌. 低碳環(huán)保理念下的既有住宅屋面改造模式研究——淺析木桁架平改坡技術的優(yōu)勢和應用[J]. 華中建筑,2011, 29(1):63-66. WANG D N, HUANG Z W, JIN X B. Environmentally friendly, low carbon roof of existing house under the model of transformation:on flat to pitched wood trusses advantages and application of technology[J]. Huazhong Architecture, 2011, 29(1):63-66.

[4]余冠群, 舒贛平. 輕鋼結構平改坡和輕型木桁架平改坡的研究與比較[J]. 江蘇建筑, 2010(6):39-42. YU G Q, SHU G P.The technology of light steelwork and light wood trusses in building re-roofing project[J]. Jiangsu Construction,2010(6):39-42.

[5]潘東輝. 加拿大木結構住宅的結構與施工[J]. 住宅科技, 2003(9):23-26. PAN D H. Structure and construction of Canadian wood structure residence[J].Housing Science, 2003(9):23-26.

[6]劉永健, 傅梅珍, 劉士林, 等. 現(xiàn)代木結構橋梁及其結構形式[J]. 建筑科學與工程學報, 2013, 30(1):83-91. LIU Y J, FU M Z, LIU S L, et al. Modern timber bridges and their structure types[J]. Journal of Architecture and Civil Engineering, 2013, 30(1):83-91.

[7]闕澤利, 楊玲, 付勍, 等. 木結構建筑失效的原因和形式分析[J]. 中國人造板, 2012(11):15-18. QUE Z L, YANG L, FU Q, et al. Modes and causes of structural failure of timber structures[J]. China Wood-Based Panels,2012(11):15-18.

[8]時超. 齒板連接輕型木桁架承載力試驗及其數值模擬[D]. 重慶：重慶大學, 2011. SHI C. Experimental investigation and numerical simulation on bearing capability of metal-plate-connected wood truss[D]. Chongqing:Chongqing University, 2011.

[9]顏銘. 輕型木結構齒板連接的結構性能研究[D]. 南京：南京林業(yè)大學, 2006:80. YAN M. Research of metal plate connected light wood constructions’ structure capacity[D]. Nanjing:Nanjing Forestry University, 2006:80.

[10]郭偉, 費本華, 趙榮軍, 等. 木桁架齒板接合節(jié)點連接性能的影響因子[J]. 木材工業(yè),2010, 24(5):1-4. GUO W, FEI B H, ZHAO R J, et al. Factors affecting metal-plate connected wood joint tension performance[J]. China Wood Industry,2010, 24(5):1-4.

[11]葉虹, 謝寶元, 費本華. 國產木桁架齒板連接件的研發(fā)[J]. 林業(yè)科學, 2012, 48(1):148-153. YE H, XIE B Y, FEI B H. Research and development of domestic truss plate[J]. Scientia Silvae Sinicae, 2012, 48(1):148-153.

[12]LAU P W C. Factors affecting the behavior and modelling of toothed metal-plate joints[J]. Canadian Journal of Civil Engineering, 1987, 14(2):183-195.

[13]O’Regan P J W F E L. Design procedure for the steel net-section of tension splice joints in MPC wood trusses [J]. Forest products journal, 1998, 48(5):35-42.

[14]劉英利, 張彥鵬, 楊平. 木桁架齒板連接極限承載力的試驗研究[J]. 山西建筑,2007, 33(23):3-4. LIU Y L, ZHANG Y P, YANG P. The experiment research on the limit bearing of wood girder toothed plate joint[J]. Shanxi Architecture, 2007, 33(23):3-4.

[15]羅歡, 吳曉莉, 王智恒. 木桁架齒板連接節(jié)點抗剪性能的研究[J]. 木工機床, 2014(2):15-19. LUO H, WU X L, WANG Z H. Experimental investigation on toothed metal-plate-connected joints in light wood constructions [J]. Woodworking Machinery, 2014(2):15-19.

[16]COLONIAS K W. Multiple wood truss connection:4817359[P].1989-04-04.

[17]BUGBEE M W, COLONIAS K W. Light wood truss connection:5042217[P].1991-08-27.

[18]許斯明. 輕型木結構掛鉤件連接節(jié)點承載能力研究[D]. 上海:同濟大學, 2009.

[19]張俊珍, 鐘永, 趙榮軍, 等. 木結構螺栓連接的力學性能研究進展[J]. 木材工業(yè), 2012, 26(4):39-42. ZHANG J Z, ZHONG Y, ZHAO R J, et al. Reviews of mechanical properties for timber bolted joints[J]. China Wood Industry, 2012,26(4):39-42.

[20]楊玲, 闕澤利. 蘇州皇家與南京林業(yè)大學新項目的合作成立——高溫、高濕、高鹽環(huán)境下對木結構用材性能影響的研究[J]. 國際木業(yè), 2013(9):8-9.

[21]闕澤利, 李哲瑞, 王菲彬, 等. 高鹽環(huán)境對釘連接木結構抗剪性能的影響[J]. 工業(yè)建筑, 2015(9):81-85. QUE Z L, LI Z R, WANG F B, et al. Influence of high salinity environment on shear strength of wood frame structures[J]. Industrial Construction, 2015(9):81-85.

[22]賀紹均, 尚澎, 楊保鈰, 等. 銹蝕誘導處理下竹釘和鋼釘的抗剪性能[J]. 林業(yè)科技開發(fā), 2015, 29(2):90-94. HE S J, SHANG P, YANG B S, et al. Influence of corrosion inducing treatment on shear behavior of bamboo nail and steel nail[J]. China Forestry Science and Technology, 2015, 29(2):90-94.

[23]許曉梁,馬人樂,何敏娟. 輕型木桁架靜力試驗及承載能力分析[J]. 特種結構, 2006, 23(1):1-4. XU X L, MA R L, HE M J. Analysis of light wood truss test and bearing capality[J]. Speclal Structures, 2006, 23(1):1-4.

[24]何敏娟, 孫永良. 齒板連接節(jié)點試驗及承載能力分析[J]. 特種結構, 2008, 25(1):1-5.

[25]車雨珂. 金屬齒板連接輕型木桁架試驗方法及加載程序研究[D]. 重慶：重慶大學, 2013. CHE Y K. The test methods and loading procedures research on metal plate connected wood truss[D]. Chongqing:Chongqing University, 2013.

[26]GUPTA R, VATOVEC M, MILLER T H, et al. Metal-plate-connected wood joints:a literature review[R]. Corvallis or Forest Research Laboratory Oregon State University, 1996:1-34.

[27]楊陽, 謝寶元. 輕型木桁架齒板連接性能研究進展[J]. 工業(yè)建筑， 2012(S1):315-316. YANG Y, XIE B Y. Review of performance of dental-plate connection of light wood truss[J]. Industrial Construction, 2012(S1):315-316.

[28]FOSCHI R O. Analysis of wood diaphragms and trusses. Part I:Diaphragms [J]. Canadian Journal of Civil Engineering, 2011, 4(3):345-352.

[29]郭偉, 費本華, 趙榮軍, 等. 木桁架齒板連接性能模擬的研究現(xiàn)狀[J]. 木材加工機械, 2008(6):28-32. GUO W, FEI B H, ZHAO R J, et al. Development of the connection properties of metal-plate-connected wood joints[J]. Wood Processing Machinery, 2008(6):28-32.

[30]董徐奮, 韓兵康, 吳帆. 基于ANSYS的木桁架齒連接應力狀態(tài)分析[J]. 結構工程師, 2010, 26(1):33-36. DONG X F, HAN B K,WU F. Analysis of the stress state for cogging joints in timber trusses based on ANSYS [J]. Structural Engineers, 2010, 26(1):33-36.

[31]BARRON K C, KIM J B. Non-Linear modeling of the heel joint of metal plate connected roof trusses[C]//The world conference on Timber Engineering 2000, British Columbia, Canada,2000.

[32]歐加加. 木拱廊橋受力機理的有限元分析[D]. 杭州：浙江大學, 2014：70. OU J J. The finite element analysis of mechanical mechanism on the covered timber arch bridge [D]. Hangzhou：Zhejiang University, 2014：70.

[33]黃浩, 何敏娟, 周淑容, 等. 輕型木桁架體系系統(tǒng)效應分析[J]. 沈陽工業(yè)大學學報, 2011(3):343-348. HUANG H, HE M J, ZHOU S R, et al. System effect analysis of light wood truss assembly[J]. Journal of Shenyang University of Technology, 2011(3):343-348.

[34]黃浩, 何敏娟. 輕型木桁架體系結構性能試驗研究[J]. 佳木斯大學學報(自然科學版), 2009, 28(4):481-485. HUANG H, HE M J. Experimental study on light-frame wood truss assemblies[J]. Journal of Jiamusi University (Natural Science Edition)， 2009, 28(4):481-485.

A review of the research of wood girder truss

QUE Zeli, GAO Yifan, GE Xiyun

(Department of Wood Structural Construction, Nanjing Forestry University, Nanjing 210037, China)

Light wood truss is widely used in roof and floor systems of modern wood structure buildings and re-roofing projects due to its lightweight, high strength, good seismic performance, simple construction, design flexibility and other excellent characteristics. In addition to the single wood truss which is the most common form of light wood truss, the light wood truss also involves girder truss. The girder truss is composed of several pieces of single light wood truss by connectors and commonly used in key parts of the roof or floor system in modern wood structure buildings and re-roofing projects. It supports even load from upside and the loads from single truss that joint with the girder truss. Since the stress environment of girder truss is more complicated than that of single wood truss, the wood girder truss needs higher bearing capacity. Being composed of several pieces of single light wood truss, the girder truss has become the most common form of structure in key parts of the roof or floor system in modern wood structure, and exhibites broad application prospects. This paper introduced the present research hotspots of wood girder truss and summarized the evolution of wood girder truss in domestic and overseas research, including studies on the connectors of girder truss (consisting of the mechanical performance of metal plat connector and the current style of connection between wood girder trusses), the research findings on the bearing capacity, failure mechanism, the loading systems of wood truss and model simulation of wood girder truss. In the end, the paper put forward some suggestions on the future development of wood girder truss, especially in the style of connection between wood girder trusses.

light wood truss; multi composite; connections; static loads test

2016-03-23

2016-08-26

“十二五”國家科技支撐資助項目(2015BAD14B05)。

闕澤利，男，副教授，研究方向木結構建筑。E-mail:zelique@163.com

TU366.2

A

2096-1359(2017)02-0138-07