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1905年 工程木材
加拿大魁北克蒙莫朗西森林中横跨蒙莫朗西河的一架木桥,这座桥采用的是工程木材。
桁架桥(1823年),速成的摩天大楼(2011年)
标准的伐木都是用锯切断树。像2×4或2×6的木材都不是工程木材—都是自然形成的形式,包含了木结和其他的所有部分。问题是,人们往往需要的不是2×4的木材。这个时候,就有了工程学。例如,当需要做一个尺寸不是2×4的楼板时,大多数情况下会产生浪费。像胶合板这种工程产品,于1905年由波特兰制造公司首次制作出来,这种材料是更好的选择,它更轻巧、更薄、更便宜。
用一段跨度长达6米的实木做梁是可能的,但是这样非常浪费。木桁架和层压板产品是两种功能相同,但可以采用更少木料的工程形式。其他的情况下,工程师可以将可用的木料转化成有用的东西。这就是定向刨花板背后的原理,定向刨花板是由小片的木头通过胶结合在一起,创造出来的跟胶合板相似的产品。当需要整块木材时,胶合板只需要一整块的表面饰板就行了,定向刨花板可以将多余的小木片转化成有用的产品,而不是将其扔掉。
另一个实例是工字梁。两个翼缘和腹板来自于不同类型的层压板,将它们粘在一起。与实木梁相比,工字梁明显更坚固、轻巧,它还避免了例如随着时间的推移而产生的开裂、翘曲、收缩等问题。工字梁做地板龙骨还可以防止地板吱吱作响。
另一个普遍需要工程学的地方是屋顶桁架。桁架是在工厂夹具中制造的,所以它们都能够完美地组装在一起。它们被带到建筑场地以待安装,它们组装起来非常快,减少了建造成本。因为减少了木材使用量,屋顶桁架比一般的结构造价要低。
工程木材展示了工程学总体的优势:同样功能的产品可以以更轻便、更坚固、更廉价的方式存在。■