现代木结构关键技术研究与工程应用

该项目属于土木建筑领域。现代木结构是三大装配式建筑结构体系之一，具有绿色生态、健康宜居、抗震能力强等特点。但国内研究起步晚、发展慢，在制造工艺、设计理论、连接技术、防灾防护及配套集成等方面明显落后于先进国家。项目组经过十五年技术攻关，攻克了现代木结构的制造工艺、构件增强、节点连接、防火抗震等关键技术难题，有力推动了现代木结构在中国的应用与发展。

取得的创新性成果如下：

1. 创建了大断面/异型胶合木构件工业化制造工艺，开发了系列高性能构件，奠定了现代木结构发展的材料基础。探明了系列木结构材料的物理力学性能，揭示了木-胶界面机理及粘结强度演化规律；攻克了木材含水率、改性处理、制造环境及粘结匹配性等多因素耦合制造过程质量控制难题；开发了组合木梁、CLT板、木-混凝土组合梁等高性能构件，并建立了力学模型和实用设计方法。

2. 研发了现代木结构系列增强技术，提出了破坏模式判定方法，创建了统一计算理论。发明了钢筋植入、FRP平铺及竖嵌、拉挤成型等系列增强技术，编制了国家标准，填补了国内空白；研发了内嵌和体外预应力木梁、张弦木梁等预应力增强构件，解决了大跨木结构变形控制的难题；探明了木构件增强机理，创建了通用计算模型并给出了破坏模式判定方法，建立了增强型构件的统一计算理论。

3. 研发了系列木结构连接技术，探明了节点受力机理，建立了计算模型和设计方法。率先系统开展了螺栓节点性能研究，修正了不同破坏模式下连接承载力计算方法；发明了抑制横向劈裂的自攻螺钉增强螺栓节点；探明了植筋连接多参数影响规律，揭示了植筋粘结锚固机理，建立了界面粘结应力-滑移模型；研发了耗能植筋连接节点，提出了组件法计算理论。

4. 研发了现代木结构防火抗震防腐等防灾技术，发明了防蠕变控制技术。揭示了火灾中木材及其界面性能演化规律；提出了木材防火控制技术和螺栓连接防火设计方法；研发了木夹板剪力墙、木壳屈曲约束支撑等新型抗侧力构件，提出了多高层木结构体系阻尼比和层间位移角限值等抗震性能指标；发明了木材满细胞压力浸渍防腐提升关键技术；建立了胶合木梁、拱蠕变模型及控制措施。

5. 构建了集成绿色节能和安全智能技术的现代木结构建筑应用体系。研发了智能通风保温屋盖、单向透气保温复合木墙体等十余项创新产品；开发了光热转换蓄能、雨污水回用蒸发制冷等绿色低碳技术；构建了主动式安全节能木屋控制系统；通过工程示范实现了现代木结构技术在国内多个领域的首次应用。

该项目获授权国家发明专利26项，国家级工法1项和省级工法5项，发表论文80篇（SCI、EI检索23篇）；主编国家标准4部、行业标准1部；培养博硕士研究生70余名；成果已应用于80余项工程，如苏州胥虹桥（世界最大跨度木拱桥）、贵州省榕江游泳馆（国内最大木结构游泳馆）等，新增产值7.545亿元，社会经济效益显著。项目成果经聂建国院士、陈政清院士等专家鉴定，总体达到国际领先水平。

该项目属于土木建筑领域。现代木结构是三大装配式建筑结构体系之一，具有绿色生态、健康宜居、抗震能力强等特点。但国内研究起步晚、发展慢，在制造工艺、设计理论、连接技术、防灾防护及配套集成等方面明显落后于先进国家。项目组经过十五年技术攻关，攻克了现代木结构的制造工艺、构件增强、节点连接、防火抗震等关键技术难题，有力推动了现代木结构在中国的应用与发展。 取得的创新性成果如下： 1、创建了大断面/异型胶合木构件工业化制造工艺，开发了系列高性能构件，奠定了现代木结构发展的材料基础。探明了系列木结构材料的物理力学性能，揭示了木-胶界面机理及粘结强度演化规律；攻克了木材含水率、改性处理、制造环境及粘结匹配性等多因素耦合制造过程质量控制难题；开发了组合木梁、CLT板、木-混凝土组合梁等高性能构件，并建立了力学模型和实用设计方法。 2、研发了现代木结构系列增强技术，提出了破坏模式判定方法，创建了统一计算理论。发明了钢筋植入、FRP平铺及竖嵌、拉挤成型等系列增强技术，编制了国家标准，填补了国内空白；研发了内嵌和体外预应力木梁、张弦木梁等预应力增强构件，解决了大跨木结构变形控制的难题；探明了木构件增强机理，创建了通用计算模型并给出了破坏模式判定方法，建立了增强型构件的统一计算理论。 3、研发了系列木结构连接技术，探明了节点受力机理，建立了计算模型和设计方法。率先系统开展了螺栓节点性能研究，修正了不同破坏模式下连接承载力计算方法；发明了抑制横向劈裂的自攻螺钉增强螺栓节点；探明了植筋连接多参数影响规律，揭示了植筋粘结锚固机理，建立了界面粘结应力-滑移模型；研发了耗能植筋连接节点，提出了组件法计算理论。 4、研发了现代木结构防火抗震防腐等防灾技术，发明了防蠕变控制技术。揭示了火灾中木材及其界面性能演化规律；提出了木材防火控制技术和螺栓连接防火设计方法；研发了木夹板剪力墙、木壳屈曲约束支撑等新型抗侧力构件，提出了多高层木结构体系阻尼比和层间位移角限值等抗震性能指标；发明了木材满细胞压力浸渍防腐提升关键技术；建立了胶合木梁、拱蠕变模型及控制措施。 5、构建了集成绿色节能和安全智能技术的现代木结构建筑应用体系。研发了智能通风保温屋盖、单向透气保温复合木墙体等十余项创新产品；开发了光热转换蓄能、雨污水回用蒸发制冷等绿色低碳技术；构建了主动式安全节能木屋控制系统；通过工程示范实现了现代木结构技术在国内多个领域的首次应用。该项目获授权国家发明专利26项，国家级工法1项和省级工法5项，发表论文80篇(SCI、EI检索23篇)；主编国家标准4部、行业标准1部；培养博硕士研究生70余名；成果已应用于80余项工程，如苏州胥虹桥(世界最大跨度木拱桥)、贵州省榕江游泳馆(国内最大木结构游泳馆)等，新增产值7.545亿元，社会经济效益显著。项目成果经聂建国院士、陈政清院士等专家鉴定，总体达到国际领先水平。