木结构房屋具有绿色环保、性能优异和能够可持续发展的特点,与国家节能减排、发展绿色经济的政策高度吻合。沿木材顺纹方向叠层胶合而成的胶合木,由于材料缺陷分散、强度高,在现代木结构中得到了应用广泛。普通胶合木梁受弯时,常因梁底胶合木的抗拉强度不足,发生脆性破坏,此时,胶合木梁上部木材的抗压强度尚未充分发挥。另外,由于胶合木的弹性模量较小且具有蠕变特性,设计中通常是变形起控制作用,不利于材料强度的充分发挥,经济性难以保障。为此,本文主要开展了下面的研究工作:针对普通胶合木梁存在的上述问题,为了充分发挥胶合木的抗压强度,减小梁的变形,改善梁的破坏形态,提出一种全新的钢木组合构件——预应力高强胶合木梁。研发了一种适用于这种新型胶合木梁的预应力施加装置——螺杆顶升张拉装置,该装置操作简单、易于安装、不受场地限制,能够实现使用过程中的随时调控。为全面反映层板缺陷和粘合质量及避免端部局压和试验机加载板横向约束的不利影响,设计了一种用于测量胶合木顺纹抗压强度的棱柱体试块。为更加准确地测量胶合木棱柱体试块的弹性变形,研制了一种双侧对夹长刀口引伸计。在尽可能利用我国速生林资源的基础上,选择合适的木材和胶粘剂制做胶合木棱柱体受压试块,通过4批次17组102个试块的顺纹受压试验,系统地研究了树种类别、树种组合、层板厚度和组坯方式对胶合木顺纹受压性能的影响,得到了胶合木棱柱体试块顺纹抗压强度、弹性模量、荷载-变形关系曲线以及受压破坏模式。结果表明:常用国产木材东北落叶松和杨木制成的胶合木试块的受压性能明显好于其他木材,不同树种组合具有一定的可能性,层板厚度和组坯方式对受压性能的影响不大。胶合木棱柱体试块顺纹受压的荷载-变形关系曲线呈缓慢下降趋势,表现出良好的塑性特征;破坏模式主要有端部局压破坏、斜剪破坏、胶合面开裂破坏、劈裂破坏和内部纤维挤压破坏等。为了研究树种类别、层板厚度和组坯方式对预应力高强胶合木梁受弯性能的影响,采用自行研发的预应力施加装置,制备了3组9根预应力高强胶合木梁,并进行受弯试验,得到了胶合木梁的极限荷载和跨中挠度等参数。研究表明:相比于Ⅱc、Ⅲc级SPF木材和杨木,由东北落叶松制成的预应力高强胶合木梁具有较高的抗弯承载能力;层板厚度和组坯方式对胶合木梁的受弯性能影响不大。根据棱柱体试块顺纹受压试验和梁的受弯试验结果,选择层板厚度为20mm的东北落叶松做为预应力高强胶合木梁的选材。通过4组36根预应力高强胶合木梁的受弯试验,研究了预应力钢丝数量和预加力数值大小对预应力高强胶合木梁短期受弯性能的影响,得到了极限荷载、荷载—位移关系曲线、荷载—应变关系曲线、截面应变以及梁的破坏形态等。结果表明:当预加力数值相同时,随预应力钢丝数量增加,梁的承载力和刚度均增大;当预应力钢丝数量相同时,随预加力数值增加,梁的承载力增大、刚度变化不大;随着预应力钢丝数量的增加和预加力数值的增大,梁的破坏形式整体由开胶或梁底处木材直接拉断的脆性破坏逐渐趋于梁顶部多处出现褶皱受压的延性破坏;随着预应力钢丝数量的增加和预加力数值的增大,高强胶合木梁的中和轴下移,破坏前截面受压区域变大,且最大压应变变小,在破坏前基本达到了全截面受压状态,充分地利用了木材的抗压强度;从3组9根普通胶合木梁的对比试验中,发现普通胶合木梁破坏呈脆性、且离散性较大;极限承载力相同时,预应力高强胶合木梁可节约木材35.1～44.5%、节省造价20～31%。试验数据验证了预应力高强胶合木梁的平截面假定,并由此提出了此类构件的承载力计算的建议方法。在室内正常环境下,对2组10根梁进行了为期45天的长期加载受弯试验,研究了预应力钢丝数量和预加力数值大小对预应力高强胶合木梁长期受弯性能的影响,得到了梁的挠度变化规律和预应力钢丝的应力损失规律。结果表明:预加力数值相同时,预应力钢丝数量越多,预应力钢丝应力损失值越大,梁跨中挠度随时间的增长变化值越小;预应力钢丝数量相同时,随预加力数值增大,预应力钢丝的应力损失值越大,梁跨中挠度随时间的增长变化值不大。根据试验结果,得到了梁跨中长期挠度的增大系数,提出了考虑木材蠕变影响的预应力高强胶合木梁的长期挠度计算的建议方法。