装配式木结构建筑--《现代城市》论文_赵东斌

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摘要:现代建筑设计都会使用一些装配式木结构作为建筑构建方式,这种结构体系具有绿色环保、舒适耐久、保温节能、结构安全,有优良的抗震、隔声等性能,有着钢筋混凝土结构和砌体结构无可比拟的优越性。基于此本文着重对当代建筑设计中装配式木结构体系的应用进行分析,为进一步发展装配式木结构体系提供借鉴。

关键词:装配式;木结构;建筑

装配式木结构建筑是指主要的木结构承重构件、木组件和部品在工厂预制生产,并通过现场安装而成的木结构建筑。装配式木结构建筑在建筑全寿命周期中应符合可持续性原则,且应满足装配式建筑标准化设计、工厂化制作、装配化施工、一体化装修、信息化管理和智能化应用的“六化”要求。

1、轻型木结构

轻型木结构系指主要采用规格材及木基结构板材或石膏板制作的木构架墙体、木楼盖和木屋盖系统构成的单层或多层建筑结构,采用的材料包括规格材、木基结构板材、工字型搁

栅、结构复合材和金属连接件等。轻型木结构构件之间的连接主要采用钉连接,部分构件之间也采用金属齿板连接和专用金属连接件连接。具有施工简便、材料成本低、抗震性能好的优点。轻型木结构也可称“平台式骨架结构”,因为施工时,每层楼面为一个平台,上一层结构的施工作业可在该平台上完成,适用于预制装配式的轻型木结构一般建议采用平台式轻型木结构,就是在拼装完底层墙体后,拼装上层楼盖并以此楼盖为施工作业面继续拼装二层墙体。

2装配式木结构体系的结构类型

2.1 装配式木框架结构

对于木框架结构来说,它使用的是主要是梁和柱等构件来作为主要的承重构件,同时将抗侧力构件选择为正交胶合木墙体和木骨架墙体等的木结构类型,木框架-剪力墙和木框架-支撑结构是常见的两种类型,一般适用于住宅、办公楼和公寓等建筑。装配式木框架结构主要是预制和装配组件和构件。比如日本的建筑师坂茂所设计的TAMEDIA 办公大楼。这个项目的节点处理和木构架体系是其最大的特色,它的连接方式选择使用的是传统卯结构演绎为构件的穿插连接。

2.2 装配式木剪力墙结构

一般来说,木剪力墙结构的主要受力构件使用的是剪力墙,正交胶合木墙和木骨架墙是常见的两种结构类型,一般在一些多层和底层的住宅、公寓和办公楼中有着广泛的应用。对于装配式木剪力墙结构来说,它的预制和装配主要是以模块和组件为主。比如由建筑师 ANTHONY THISTLETON 等设计的英国 STADTHAUS公寓大楼,它属于典型的木剪力墙结构的建筑。用正交胶合木制作成了建筑中所有的楼板和墙体,这是当时世界上最高的木结构建筑,在装配该建筑主体结构时花费了将近7个星期的时间。

2.3 装配式木空间结构

这种空间结构具有明显的三维空间形体,同时它能在荷载的作用下呈现出三维受力特征,薄壳、网架、薄膜等是常见的几种类型,一般应用于一些跨度较大的空间建筑,比如滑雪场、游泳馆和体育场等公共活动场所,这种结构的装配和预制一般使用的是组件和构件,比如德国建筑师和奥雅纳工程咨询公司合作建设的西班牙的都市阳伞建筑。这个建筑是由6个大型的木制网格阳伞连接组成,如下图1所示。由3000多个组件组成了这个建筑,这些木材使用的是新型的材料,聚氨酯涂料是其表面的主要涂料,连接方式选择的是钢和植筋结合的方式,它是当前世界上最大的木结构建筑之一。

图1 都市阳伞细部

2.4 装配式木混合结构

混凝土核心筒和木结构框架是木混合结构的主要形式,一般适用于办公楼、公寓、住宅和酒店等建筑物中。对于装配式木混合结构来说,它的钢筋混凝土核心筒一般需要进行现浇筑,由多种预制结构组合成其木结构部分,施工方式选择使用的是装配化的方式。比如加拿大温哥华的不列颠哥伦比亚大学中的 Brock Com-mons公寓,它一共高为18层,总高度为53米,占地面积是2315m2。该建筑用现浇混凝土钢筋结构作为核心筒,用正交胶合木和胶合木来组成其他的结构构件。装配式木结构在世界各地都已得到了广泛的应用,特别是一些多层和底层的木结构建筑技术体系,已经相对完善和成熟,这对今后的高层木结构建筑具有很好的借鉴意义。

3应用木结构建筑需要注意的问题

对于木结构建筑来说,它需要满足一定的建筑设计防火规范,也就是说必须要达到一定的防火安全要求。在我国的《建筑设计防火规范》GB50016-2014 中对木结构建筑专门设置了一章,同时还规定了木结构建筑的防火安全问题。对木结构建筑构建的耐火极限和燃烧性能进行了明确的规定,木结构建筑高度、木结构建筑允许层数和木结构等在其中也明确做出了规定。此外,木结构的防蛀和防腐等问题也是需要重点关注的问题,木结构的防潮、防火和防腐等安全防护问题可以通过科技手段得到解决。

4应用前景分析

应该在条件具备的地方,积极建设好现代木结构建筑。具备条件指的是什么呢?我国住房和城乡建设部、发改委在2016年签署印发了《城市适应气候变化行为方案》,在该方案中明确提出,木结构建筑应积极在一些地震多发地区发展;将木结构应用在政府投资的一些底层公共建筑,比如敬老院、托幼、学校和园林景观等地。此外,在2015年签发的《促进绿色建材生产和应用行为方案》中也对此进行了很好地概括:积极发展木结构建筑,积极在政府投资的学校、托幼、敬老院、园林景观等底层公共建筑级城镇平改坡中使用木结构建筑。将木-混凝土、木-钢组合结构建筑在多层中推进使用,将木结构建筑积极在旅游度假区和木结构建筑为特色的地区推广,将木结构农房在一些经济发达地区的农村自建住宅和新农村居民点建设中大力推进建设。这些规定的出台都为木结构建筑提供了政策性的指引方向。李克强总理在政府工作报告中明确提出:积极推广绿色建筑和建材,大力发展装配式建筑,提高

工程标准和质量。这是装配式建筑在我国第一次以政府工作报告的形式出现,因此在我国的产业战略布局中装配式建筑占据了重要的地位。现代装配式木结构建筑能有效将空气污染和现场噪声污染降低,对建筑品质的提升意义重大,同时还能将资源浪费减少,将建造效率提高,对我国传统建筑产业升级换代具有积极的促进作用,同时也便于落实创新协调、绿色的发展理念。装配式现代木结构建筑的生产工艺是协调和创新,并且从环境保护方面来说,它积极倡导的是绿色、节能的环保理念。对于现代木结构建筑来说,它贯穿了建筑工程的建设、使用和拆除的全部过程,在其整个寿命周期中都遵循了节约资源和可持续发展的战略。

5结语

装配式木结构建筑具有很多的优点,比如提升建筑品质、将施工现场空气污染和噪声污染降低、减少资源消费、提高建造效率等。装配式木结构体系对传统的建筑产业升级换代起到了良好的促进作用,同时也使得建筑创新协调、绿色的理念落到了实处。当前,在建筑设计中积极推广使用装配式木结构体系是符合我国节能、减排发展目标的,同时也具有良好的发展前景和广阔的发展空间。

参考文献:

[1]杨学兵.装配式木结构建筑体系发展与应用[J].建设科技,2017(19):57-62.

[2]刘杰,曹晨.装配式木结构体系在当代建筑设计中的应用[J].工程建设标准化,2017(04):18-19.

[3]本刊编辑部.发展装配式木结构建筑[J].建设科技,2017(05):1.

论文作者:赵东斌

论文发表刊物:《防护工程》2018年第7期

论文发表时间:2018/8/2

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