木结构建筑范文

木结构建筑范文（精选12篇）

木结构建筑 第1篇

1 FDS建模

运用FDS软件建立面向-Y方向的单体木结构建筑, 在与单体建筑-X方向4.0m和+X方向6.0m处分别设置与单体建筑相同规模的墙体模块, 用于测定单体建筑模型在火灾中产生的热辐射、热对流等作用对相邻墙体模块+Z面的影响程度。

1.1 网格划分

根据模拟情景和FDS网格划分的要求, 模拟计算区域设定为56.0m×24.0m×25.6m, X= (-4.0, 52.0) 、Y= (-0.2, 23.8) 、Z= (0, 25.6) 。燃烧建筑单体模型所在该区域的坐标为:X= (18.0, 30.0) 、Y= (10.0, 18.0) 、Z= (0, 8.6) 。

考虑计算区域相对较大, 将网格划分为8套, 并采用非均匀划分方法划分网格, 即:燃烧单体建筑模型及其周围一定范围区域内的单位网格相对较小, 采用的单位网格为0.2m×0.2m×0.2m, 除此之外的其他区域单位网格相对较大, 采用的单位网格为0.4m×0.4m×0.4m, 具体网格划分情况如表1所示。这样划分网格, 减少了计算量, 但计算网格总数仍达到4.896×105。

1.2 模型设置

在FDS下建立一栋朝向-Y方向的木结构单体建筑模型, “人”字形屋面, 每层3间房屋, 共2层。X方向距离为12.0m, Y方向距离为8.0m, Z方向屋檐处距地面6.2m, 屋脊处距地面8.6m。建筑-X面、+Y面、+X面设墙体, 墙体厚度为0.4m, 材料为不燃性的耐火砖。承重构件分为柱子、额枋和梁3部分。柱子和梁的截面均为0.2m×0.2m, 额枋的截面为0.2m×0.4m, 材料全为木材。在承重构件上增加楼楞、楼板、房间隔板、楼梯、陶瓷瓦及家具等附属构件即可得到木结构单体建筑模型, 如图1所示。楼楞、楼板、房间隔板、楼梯等附属构件采用厚度为0.1m的木材制作。在实际火灾过程中, 陶瓷瓦将随着支撑木材烧断后落到地面上。建模时, 在陶瓷瓦的-Z面布置热电偶, 设定当其温度达到600℃时, 陶瓷瓦-Z面的支撑物烧毁或烧断, 陶瓷瓦消失。陶瓷瓦采用不燃材料, 不参与燃烧。房间内仅设置较具有代表性的家具, 即床、沙发、茶几、橱柜、电视机5种家具, 如图2所示。这些家具的材质为木材、泡沫、PVC板材等。

计算区域的-X面、-Y面、+X面、+Y面、+Z面均为开放面, 这样使得燃烧的热释放过程和热辐射作用充分展现。

1.3 点火源设置

为相对缩短计算机模拟计算时间, 笔者所用的模拟计算火源均设定在单体建筑模型一层沙发第三模块的+Z面, 规格为0.8m×2.5m, 计2.0m2, 火源功率恒定为1.0×103 kW。定义第0s时火源功率为0, 第1s时火源功率为0.5×103 kW, 第2~50s火源功率恒定为1.0×103 kW, 第51s时火源功率为0.5×103 kW, 第52s时火源功率为0。在第2.4s, 建筑燃烧功率为9.5×103 kW, 而火源功率仅为1.0×103 kW。随后, 建筑燃烧功率缓慢升高, 而火源功率维持1.0×103 kW不变。第50.4s时, 建筑燃烧功率已上升至2.6×104 kW, 第52.8s时为2.7×104 kW, 随后建筑热释放速率保持上升态势。因此, 设定的火源基本上满足了引燃建筑物而不影响建筑物燃烧热释放速率的要求。

2 数值模拟结果与分析

2.1 热释放速率分析

防火墙高于屋面0、0.2、0.4、0.6、0.8、1.0m时的6个算例的热释放速率, 如图3所示。模拟计算时间均为1 200s。从波形来看, 6条曲线吻合度较高, 均是匀速上升到达第一个波峰, 热释放速率约为2.0×105 kW, 持续一段时间后开始下降, 下降至热释放速率为1.7×105kW左右开始上升, 然后到达第二个波峰, 此时热释放速率为2.3×105 kW左右, 同时也到达整条曲线的峰值, 持续较短时间后急速下降至热释放速率为1.6×105 kW左右后缓慢衰减, 4条曲线的重合度较高。从数值来看, v=0的第一个波峰在t=421.2s时, vHRR=1.98×105kW, 第二个波峰在t=606.6s时, vHRR=2.18×105 kW;v=3的第一个波峰在t=333.0s时, vHRR=2.04×105kW, 第二个波峰在t=579.6s时, vHRR=2.20×105 kW;v=5的第一个波峰在t=316.8s时, vHRR=1.95×105kW, 第二个波峰在t=576.0s时, vHRR=2.29×105 kW;v=8的第一个波峰在t=320.0s时, vHRR=2.01×105kW, 第二个波峰在t=567.0s时, vHRR=2.30×105kW。

可见, 在风速为v=0、3.0、5.0、8.0m/s的作用下, 燃烧建筑上风和下风方向所形成的风场对燃烧的热释放速率基本无影响。

风速为0时, 第一个波峰t=421.2s燃烧建筑-Y面的房间隔板尚未烧毁。燃烧峰值位于第2个波峰t=606.6s时, 燃烧建筑-Y面的房间隔板大部分烧毁, 空气从烧毁隔板处进入火焰底部参与燃烧, 使得燃烧加剧。

2.2 各种风速条件下的数值模拟

木材的“受热—分解—着火”过程显示, 木材的闪火温度均在260℃附近。木结构建筑的承重构件和屋盖一般都是木材, 所以当屋面存在260℃高温区域时, 该区域有被引燃得可能, 属于潜在的危险区域。笔者将相邻建筑屋面出现的最大的260℃高温区域的X方向的最长距离称为260℃高温距离。

2.2.1 风速v=0时数值模拟

t=601.2s时, 燃烧建筑-X方向的墙体模块260℃高温距离为1.07m, 位于墙体模块屋脊+Y侧, 呈月牙状, 如图4所示。燃烧建筑-Y方向地面, Y方向超过10.2m、X方向12.0m范围内温度均达到260℃。燃烧建筑+Y方向4.0m开外地面零星出现260℃高温区。此时, 火焰最高部位燃烧建筑-X墙上空, 浓烟夹杂着火焰翻滚上升。

2.2.2 风速v=3m/s时数值模拟

t=331.2s时, 墙体模块+Z面及地面温度分布, 如图5所示。燃烧建筑+X方向的墙体模块260℃高温距离为0.38m, 位于墙体模块屋脊处, 呈锯齿状。燃烧建筑-Y方向地面, Y方向12.0m、X方向12m的半圆范围内温度均达到260℃, 整个260℃高温区向+X方向倾斜。燃烧建筑+Y方向地面未出现260℃高温区。此时, 火焰微向+X方向倾斜, 最高部位处于燃烧建筑+X墙上空, 浓烟呈滚腾状向+X方向倾斜, 经稀释后飘向下风方向。此外, 与燃烧建筑-X方向相距22.0m的边界面上部出现2个零星260℃高温区。此时浓烟的飘向显示, 对于燃烧状态所形成+Z方向的热对流影响, -X方向3.0m/s的风占了主导地位。

t=601.2s时, 墙体模块+Z面及地面温度分布, 如图6所示。燃烧建筑-X方向的墙体模块260℃高温距离为2.70m, 位于墙体模块+Y墙的-Y侧, 较为整齐, 呈长方形状。燃烧建筑-Y方向地面Y方向9.0m、X方向10m长方形范围内温度均达到260℃。燃烧建筑+Y方向地面出现零星260℃高温区。此时火焰和浓烟均呈竖直状, 火焰的最高部位处于燃烧建筑-X墙屋脊处的+Y方向上空, 浓烟呈滚腾状上升, 经稀释后飘向下风向。此外, 与燃烧建筑-X方向相距22.0m的边界面上部出现不连续的260℃高温区, 面积大于t=331.2s时刻该区域的260℃高温区面积。此时浓烟的飘向说明, -X方向3.0m/s的风对燃烧状态所形成+Z方向的热对流影响较小, 热对流占主导地位。

2.2.3 风速v=5m/s时数值模拟

t=321.6s时, 墙体模块+Z面及地面温度分布, 如图7所示。燃烧建筑+X方向的墙体模块260℃高温距离为0.81m, 位于墙体模块+Y墙的-Y侧, 呈锯齿状。燃烧建筑-Y方向地面Y方向10.0m、X方向13m范围内温度均达到260℃, 该260℃高温区向+X方向倾斜。燃烧建筑+Y方向地面未出现260℃高温区。此时, 火焰向+X方向倾斜, 最高部位处于燃烧建筑+X墙上空, 浓烟向+X方向倾斜, 呈滚腾状飘向+X方向。此外, 与燃烧建筑-X方向相距22.0m的边界面上部出现2个不连续的260℃高温区。此时浓烟的飘向显示, -X方向5.0m/s的风对燃烧状态所产生的影响大于燃烧所形成+Z方向的热对流的影响。

t=585.6s时, 墙体模块+Z面及地面温度分布, 如图8所示。燃烧建筑-X方向的墙体模块260℃高温距离为1.06m, 位于墙体模块屋脊+Y侧, 较为整齐, 呈半椭圆状。燃烧建筑-Y方向地面Y方向9.0m、X方向10m三角形范围内温度均达到260℃。燃烧建筑+Y方向地面未出现260℃高温区。此时, 燃烧建筑的燃烧状态为:火焰呈竖直状, 最高部位处于燃烧建筑-X墙屋脊处的+Y方向上空, 浓烟微向+X方向倾斜, 呈滚腾状上升, 经稀释后飘向下风方向。此外, 与燃烧建筑-X方向相距22.0m的边界面上部出现4个不连续的260℃高温区。此时浓烟的飘向说明, -X方向3.0m/s的风对燃烧状态所形成+Z方向的热对流影响较小, 热对流占主导地位。

2.2.4 风速v=8m/s时数值模拟

t=274.0s时, 墙体模块+Z面及地面温度分布, 如图9所示。燃烧建筑+X方向的墙体模块260℃高温距离为1.75m, 位于墙体模块屋脊+Y侧, 呈月牙状。燃烧建筑-Y方向地面Y方向9.0m、X方向13.0m三角形范围内温度均达到260℃。燃烧建筑+Y方向地面未出现260℃高温区。此时火焰向+X方向倾斜, 最高部位处于燃烧建筑+X墙上空, 浓烟浮于燃烧建筑+X方向的墙体模块+Z面, 呈滚腾状飘向+X方向。此外, 与燃烧建筑-X方向相距22.0m的边界面上部出现2个不连续的260℃高温区。此时浓烟的飘向显示, 燃烧建筑+X方向不存在热对流现象。

在整个燃烧过程中, 燃烧建筑上风方向墙体模块的+Z面始终未出现260℃高温区。

2.3 数值模拟结果分析

各种风速条件下的260℃高温距离统计如表2所示。其中, 风速为3.0、5.0、8.0m/s时, 260℃高温距离分为上风方向和下风方向2种情况。

可见, v=3.0m/s时, 上风方向的260℃高温距离是v=0时的260℃高温距离的2.52倍, 而下风方向的260℃高温距离则是v=0时的0.36倍, 两者相差2.32m。v=5.0m/s时, 上风方向的260℃高温距离与v=0时持平, 下风方向的260℃高温距离是v=0时的0.76倍, 两者相差0.25m。v=8.0m/s时, 上风方向未出现260℃高温区, 下风方向的260℃高温距离为v=0时的1.64倍。随着风速的增加, 260℃高温距离上风方向呈下降趋势。其中, v=8.0m/s时未出现260℃高温距离;260℃高温距离下风方向呈上升趋势。

此外, 所有上风方向260℃高温距离均出现于热释放速率的第二个波峰, 而所有下风方向260℃高温距离均出现于热释放速率的第一个波峰。

3 结论

(1) 木结构建筑防火墙高于屋面0.4m时, 相距4.0m处的同规模建筑屋面存在260℃高温区。

(2) 上风方向的260℃高温距离随风速的增加而下降, 下风方向的260℃高温距离随风速的增加而上升。

(3) 在风速为3.0m/s时, 上风方向的260℃高温距离远远大于风速为0时的260℃高温距离, 下风方向的260℃高温距离远远小于风速为0时的260℃高温距离。在风速为5.0m/s时, 上风方向和下风方向的260℃高温距离与风速为0时的260℃高温距离较为接近。

参考文献

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[2]王彦.下沉广场对地下建筑烟气蔓延的阻隔影响研究[D].北京:清华大学, 2008.

[3]李丹力, 邱培芳, 倪照鹏.轻型木结构墙体耐火试验研究[J].消防科学与技术, 2012, 31 (10) :1029-1032.

[4]薛路.密集可燃建筑区火焰融合现象研究[D].北京:清华大学, 2008.

[5]吴秀敏.典型公共娱乐场所火灾数值重建及人员行为分析[D].北京:清华大学, 2010.

[6]李萍, 黄飞.国外建筑物火灾建模研究[J].中国西部科技, 2010, 9 (1) :20-22.

轻型木结构建筑的优点 第2篇

轻型木结构建筑的优点

第一，具有很高的耐久性：

只要合理建筑，轻型木结构可以说是现有房屋结构中最经久耐用的结构之一，轻型木结构抗沉降、抗干、抗老化，具有显著的稳定性。如果使用得当，木材则是一种稳定、寿命长、耐久性强的材料。

第二，具有施工周期短的特性：

轻型木结构所有结构构件和连接件都是标准化生产的。因此，其施工安装速度远远快于混凝土和砖结构。即使不使用预制构件，一般性的木结构住房由有经验的建筑工人建造，也比建筑同样规格的砖混住房要快得多。使用预制构件，建造时间可以进一步缩短。

第三，具有抗震性强：

砖混建筑在大地震中历来很难逃脱倒塌的命运。而轻型木结构房屋则不同，因其自身质量轻，所以地震时吸收地震力少，在地震时的稳定性已经得到反复验证，即使强的地震使整个建筑物脱离其基础，而其结构却完整无损。

第四，具有设计布置灵活的特性：

轻型木结构因其材料和结构的特点，使得平面布置更加灵活，为建筑师提供了更大的想象空间没有任何其他建筑体系能够提供如此天衣无缝的室内碗柜、隔板和衣橱，从而大幅度节省购买家具的费用。

第五，保温节能性非常好：

轻型木结构的保温节能性能优于其他任何材料建成的结构形式。木材本身就是出色的绝热体,在同样厚度的条件下，木材的隔热值比标准的混凝土高16倍，比钢材高400倍，比铝材高1600 倍。所以，轻型木结构住房的取暖费用比较低，冬暖夏凉。

第六，防火性 能：

防火性能主要取决于房屋中用于构成屋顶、墙壁和地板各部分的整体材料。轻型木结构的各组成部分加上防火石膏墙板，很容易达到与砖石结构建筑相同的防火性能。例如：在日本对一幢木结构房屋进行了一次火灾试验。试验中模拟发生地震，摇晃房屋，然后用火将其点燃。这时，该房屋表现出了极为出色的性能，展示了轻型木结构建筑的超级性能水平。即使是建造经济型木结构房屋，其抗火灾能力也不低于两个小时。

第七，环保 特 性：

木结构建筑特点及发展研究 第3篇

摘要：木材具有强度高、加工性能好、质量轻和美观特点，木结构建筑相比其他建筑，易于加工，材料环保，易设计，可重复利用。当前，木结构建筑产业研究不断深入，自主创新较强，需加强分析建筑特点及未来发展。此文简单分析木结构建筑特点，对未来发展作出探讨。

关键词：木结构建筑；特点；发展

现阶段，景观设计及建筑设计获得迅速发展，各种新型设计理念及建筑材料已融入到设计管理规划中。木结构建筑因其可持续发展及节能减排，受到广大认可和推广。木结构建筑特点和发展是以下研究重点。

一、木结构建筑特点

1、节能环保

木材属于生物质材料，节能环保，施工中使用的涂料及其他辅助材料等也达到环保标准。相比较钢筋混凝土建筑的建造过程，木结构建筑建造时不会消耗较多能源，且对空气、水污染小，温室效应低，固体废物少。节能保温是木结构建筑最大特点，此类房屋在同等条件下能耗最低，原因在于，木材细胞结构为许多微小空腔，空腔不仅对天然热效率有很大改善作用，还能阻止热量散发，发挥保温作用。与混凝土、钢材对比，木材阻止热量散发能力是其数十倍，故混凝土钢架及钢框架建筑想要达到木结构建筑隔热效果，必须使用较多隔热材料[1]。

2、绿色建筑

木结构建筑具有高效能、安全、环保、健康、节能特点，其结构主体为天然材料，配备建材对人体无害，为绿色性建筑。

3、抗风抗震

此类建筑组成为箱体六面体，结构较稳定，能达到抗风抗震目的。建筑自身质量较轻，遭遇地震时，所吸收地震力较小，加上墙体与楼板之间的箱型结构能使构件之间发挥相互作用，从整体上看仅稍微变形，而不会散架。木结构有良好的受力性能，在周期疲劳破坏及瞬间性冲击载荷下延伸性较好，达到破坏过程渐渐屈服目的。在地震建筑晃动时，木结构建筑的骨架可保持整体稳定性。

4、防水防潮

大部分木材需接受干燥处理，防止体积变化，将此类木材运用到房屋建造中，含水率已低于19%，且防水性较高，约为普通砖混凝土建筑10倍。

5、导热性低

木结构房屋中防火石膏板主要起到阻断木结构与火焰接触作用，符合相关规定耐火极限的要求。当木结构建筑发生火灾时，在木质表面可形成一层炭灰层，导热性较低，对外部火焰蔓延进行有效阻止，确保整个结构免受破坏。

二、发展现状及方向

1、现状

木结构建筑种类有轻型木结构、普通木结构和原木结构。

轻型木结构基础材料为木基结构板材、小尺寸规格材及石膏板等，构件有楼盖、墙体和屋盖，各构件连接采用粘接、钉连接、齿板连接或螺栓连接。木基结构板材需严格符合有关产品及国家标准，禁止使用普通胶合板。

普通木结构梁为锯木，规格统一，承重木框柱结构也是锯木，有多种规格。各构件之间通过多种方式连接，如螺栓连接、齿连接、钉连接等，并通过钢连接件予以巩固加强。此种建筑属于混凝土和钢筋条形基础，底层地板下方架设空层，而架空层地面较室外地坪高，约高出50cm，并铺设薄膜防潮，一般选择塑料薄膜[2]。外墙装饰包括挂板式和涂料式，装修材料覆盖在承重木框架上，形成中空墙壁。屋盖结构、墙体及楼盖等填充保温材料，保温材料的燃烧性能A级。外墙装饰材料的燃烧性能符合A级要求。

原木结构采用统一形状及规格的圆形实木及矩形实木叠合建造，也可采用胶合木构件，为围护结构与承重体系一体式建筑。采用耐腐天然木材作为木构件，一般木材不分等级，可选择圆形木或矩形木。圆形木或矩形木通过肩上企口上下叠砌，且端部槽口互相交叉嵌合，以此形成内外联合围护墙体。为了增强建筑隔热保温性能，促进外围护机构防风防水，木构件之间可加设特制橡胶条及麻布毡垫。建筑基础一般为底板式、混凝土墩式或混凝土条形基础。选择混凝土条形基础或墩式基础时，需对底层地板下设置架空层，高度应>450mm。在不同气候条件下，大尺寸构件实木墙体均適用，而选择小尺寸复合内保温墙体，能大大减少造价。复合内保温墙体的高温一侧，应设计隔气层。门窗洞口处、屋盖与墙体之间、材质不同的墙体之间，均应预留膨胀空间，设计可滑动的盖缝条，方便伸缩调节。

2、展望

别墅住宅是当前主要木结构建筑类型，占地大，不利于木结构长远发展。现阶段，我国推行节约型社会，钢混建筑耗能大，节能建筑发展刻不容缓[3]。较其他结构比较，木结构能耗低，加工能耗低，一吨能耗约为一吨钢材1/8，相信木结构可凭借自身材料可再生、稳定性强、绿色环保及耐久性等特点，成为建筑首选。

结束语

木结构建筑环保、节能、低碳，符合我国建筑产业的发展政策，有较大发展空间。林业作为可再生产业，可促进木结构建筑长远、稳定、可持续发展。笔者查阅了相关文献及资料，分析木结构建筑特点及发展，供学者参考。

参考文献：

[1] 苑素云.轻型木结构建筑特点及发展前景[J].新型建筑材料，2013，09：56-58.

[2] 武旭方，赵瑞锦.木结构建筑的特点及发展前景展望[J].林业机械与木工设备，2014，05：4-6.

木结构建筑应对地震挑战 第4篇

在北美,大多数建筑规范认可两类房屋设计和施工:①经工程设计和建造的房屋;②按照传统规则设计和建造的房屋。

经工程设计的建筑,由工程师对整个结构体系进行设计,以便使建筑物能够抵御预计的外加荷载。传统建筑则是根据一套从传统建房经验中总结出来的规则来建造的,这些规则在不断的更新,以反映最新的科研成果和以往房屋的性能表现。建筑规范将传统建筑限于居住人数有限的小型房屋,而大型住宅及商业建筑则必须是经工程设计而建造的。

地震造成的地面运动使建筑物产生的侧向惯性力集中作用于建筑中质量最大的部分,如屋盖和各层楼盖。屋盖和楼盖的侧向力应由墙体承受,且房屋的整个结构应适当地连接在基础之上。木框架建筑的以下各部分对于其抗震能力至为关键:

●与基础的锚固;

●墙体的强度及延性;

●水平楼盖、屋盖和天花板的强度及连续性;

●所有框架构件的相互连接。

传统建筑一般对屋盖、墙体及楼盖的建造以及这些部分之间的连接做出了最低规定。为满足有关面板长度和覆板墙类型的最低规定,房屋的带撑墙之间的距离应满足一定的规则。对于地脚螺栓也有特别规定,以便将房体结构适当地连接在基础之上。

建筑物的建造标准通常都超过建筑规范中给定的最低要求。例如,墙体的面板通常都比所规定的最小厚度要厚,而且一般房屋内的带撑墙数量也超过对带撑墙的最低规定。

在工程设计时,要确定侧向传力路径,对传力路径上的每个构件都要进行设计及细部处理,以使房屋能够承受预计的地震力,屋盖和楼盖应设计成楼(屋)盖横隔,房屋的部分墙体则设计成剪力墙。这些剪力墙和楼(屋)盖墙横隔的设计要保证做到:

●结构性面板(定向刨花板或胶合板)具有足够的厚度,以抵抗预计的外力;

●具有足够的钉子,以便将面板承受的剪力转移到屋盖、楼盖或墙体的框架上;

●如有必要,在楼(屋)盖横隔和剪力墙的结构性面板边缘加上边挡;

●楼(屋)盖横隔及剪力墙周边的框架构件要足够坚固,并妥善接合,以抵抗预计的拉力和压力。

工程设计还要求传力路径上的所有构件之间要适当连接。因此,通常要求在楼(屋)盖横隔和剪力墙的连接处采用额外的钉子或特别的框架锚栓,用特制的地脚连接件来固定剪力墙的边角,并用附加锚栓将剪力墙连接在基础之上。

虽然木框架结构房屋所具有的一些特性可以提高其在地震中的抗震性能,然而要想确保本框架房屋在地震中的安全性,仍应做到优质施工。以下是木框架建筑的一些特性:

强度和刚度

地震产生的侧向力会使建筑物扭曲,使墙体变形(不在方正)。带撑墙或剪力墙在地震时提供关键的抗变形能力。用胶合板或定向刨花板为面板的墙体,在地震时具有极为有效的抗变形能力。在可能发生强震的地带,可使用较厚的结构面板,较多或较大的钉子,以增强墙体的刚度和抗变形能力。此外,研究和经验还表明,一些“非结构”构件也有助于增强建筑物的侧向抗力。例如,内墙饰面、隔墙以及多种外墙覆层,都有助于增强建筑物的侧向抗力。

延性

砌体和混凝土等建筑材料需要经过严格的设计及细部处理,才能保证较好的抗震性能。与这些材料相比,木结构体系得天独厚,具有较好的延性。延性是指建筑结构可以屈服、变形而不倒塌的能力。在经受地震这种突然荷载时,房屋具备一定的柔性是最为理想的,因为柔性可以允许房屋耗散部分能量。众多钉节点使木框架房屋具有十分有效的延性。

重量

木框架建筑的重量较轻。使用绝热混凝土模板建造的混凝土墙差不多比一般木框架墙重7倍。由于地震力与结构的重量成正比,精心设计和施工的轻质木框架房屋便可在地震中有上佳表现。

冗余性

传力路径众多的房屋一般被认为在结构上具有冗余性。他们在地震中可以提供额外的安全性。由沉重的框架支撑的建筑结构依靠较少的结构构件和连接。于是,设计或施工中的任何缺陷都可能导致相邻的传力路径超载。而典型的木框架建筑是由数以百计的结构构件和数以千计的钉节点连接构成的。这意味着,如果某一个传力路径受到破坏,它所承担的荷载可由邻近的构件或节点予以承担。

连接性

覆有木基面板的墙体除了能抵抗地震力外,房屋的设计与施工还应能防止房体的滑动或倾覆。无论是哪一种情况,都应将房屋适当地连接在基础之上。墙体、楼盖和屋盖框架的相互连接,使得房屋成为一个坚固的结构单元,这对于房屋在地震中保持完整是十分重要的。

木框架房屋在以往地震中的表现

北美住宅及其它建筑的抗震设计主要为了将人员的伤亡降低至最低程度,而木框架建筑一般能出色地满足上述要求。

加州近年发生的三次大地震,在强烈地震中,绝大多数木框架房屋完好无损。

1971年加州圣费尔南多地震(San Fernando Earthquake)

该次地震发生在洛杉矶北郊,大量的独户住宅以及医院和商业建筑受到影响。用无筋砌体与钢筋混凝土建造的医院和办公楼有的倒塌,有的受损程度严重而只能拆除。

大多数木框架房屋却表现出色,尤其是从保护生命安全的角度来看,圣费尔南多地区旧住宅的损坏情况从表面受损到部分坍塌,情况不一。受损严重的包括:房体滑离基础、管线空间的“矮墙”坍塌、房屋附加结构单元(如门廊)倒塌以及砌体烟囱坍毁。底层有大面积开孔的一幢较新的两层公寓受到严重影响,这类公寓楼的底层一般都是车库。由于车库的一面墙体是敞开的,所以这类楼层便成为“软弱层”。

通过这次地震,人们认识到坚固的墙体与稳固的基础连接的重要性。建筑规范随后也做了相应的更新。

1989年加州洛马普利塔地震(Loma Prieta Earthquake)

此次地震的震中位于旧金山以南100公里处,但其影响在旧金山湾北岸也有所察觉,地震使为数不少经工程设计的建筑物坍塌,位于奥克兰的双层高速公路的倒塌造成49名驾车人士丧生。在震中地区,房屋遭受到了高达0.5g或更高的地面峰值加速度。除了刚好位于裂隙之上或低层墙体有大面积开孔的建筑外,震中地区的新房屋总体表现良好。

位于震中的一些旧房屋,因带撑墙不足、矮墙倒塌、房屋与基础连接不牢固等缺陷,受到了很大程度的破坏。由于底层停车场是未经加强的软弱层,旧金山游艇码头区的一些旧的四层楼房屋受影响特别严重。

1994年加州北岭地震(Northridge Earthquake)

北岭地震于1994年1月17日袭击了洛杉矶北部人口稠密的圣费尔南多谷地。此次地震虽是中等强度(6.7级),但其地面峰值加速度却是有史以来所记录到的最高的,远远高于当时建筑规范中所给出的加速度8。为数众多的房屋在地震中倒塌,其中很多是大型建筑。幸亏地震发生的时间较好,造成的伤亡人数有限。

“地震发生在凌晨4点31分,大多数人当时还在一般被认为地震时最安全的木框架独户住宅中睡觉。假如地震是发生在上午1 1时,仅在北岭时尚购物中心一处就可能会有数百人在商场和停车场中丧生,但事实上只有一人在购物中心遇难。同样是由于地震发生在凌晨,没有行人在街道上行走,因而没有人被坠落的碎片,尤其是那些从无筋砌体和倾斜的建筑物、或是从其他房屋倾倒的面墙上坠落的碎片砸伤。”

人们对1994年北岭地震进行了广泛的研究。结果表明,绝大多数木框架房屋在地震中表现良好。这类房屋遭受的大部分损坏不是结构性的,而且易于修复。

以往地震的教训——改进未来的房屋性能

尽管从总体上讲,人们发现木框架房屋在地震时较为安全,但在评估房屋性能时,还是发现了一些木框架房屋存在的问题。以下对所发现的缺陷进行简单说明,以便了解房屋的破坏模式,以及如何加以避免。

软弱底层:以往地震时的经验表明,软弱底层会使房屋易于受到地震力的破坏。底层采用足够的带撑墙或面板墙是保证传统木框架房屋抵抗地震的基本条件。门窗和车库门等大面积开孔会使墙体面积过小,不足以抵御地震形成的侧向力。因此,除非适当加强底层墙体,否则强度不足的墙体会导致过度变形,最终造成倒塌。加州的经验证明,底层是车库的公寓楼在地震时特别容易受损坏。建筑规范也规定,对有软弱层的房屋要特别注意其抗震设计和细部处理。对需要进行额外墙体加固的新旧建筑,可以借助于工程设计方案。

与基础的连接:锚栓是用来防止房屋结构脱离基础的。有些旧房在建筑时没有使用锚栓将木框架结构与基础连接在一起。经验证明,在地震中这些房屋可能会从基础上滑落。这可以通过在木框架与基础之间增加连接来改进。

矮墙:矮墙是指某些房屋底层与基础之间的短墙。在加州地震中,很多建有无支撑矮墙的旧房都受到了结构性损坏。用木基结构面板加固墙体是一种有效的强化矮墙的方法。

烟囱:无筋砌体烟囱在地震中极易毁坏。烟囱坍塌又可能殃及烟囱以下的屋顶和墙体。在地震后的余震中,受损的烟囱也很危险。加固烟囱或采用轻质材料的烟囱,有助于防止在未来地震中遭受损坏。

未固定的家居、房屋构件和电器:在地震时,书架等高大的物件会倾倒,滑动或滚动的物件会来回冲撞。沉重、无支撑的隔墙会倒下,连接不当的遮篷和幕墙(如墙砖)会落下而伤及路人。除非有适当支撑,否则家用燃气热水器会很容易翻到或移位,造成煤气泄露,并且可能引起爆炸。将家居、房屋构件、电器固定起来能有效减少地震的破坏和造成的损失。

虽然建筑规范在不断的更新以提高房屋的抗震性能,但是这些规范一般对家具、电器以及已有房屋的抗震没有任何规定。在地震多发地区,越来越多的房主正在评估自己的房屋的抗震性能,或请专家对房屋的抗震性能进行评估。房主自己可轻易完成许多抗震升级工作,政府机构也提供相关的抗震升级资料,其中不少都可以在网上获得。旧金山湾区政府联合会(网址:www.abag.ca.gov)和加州地震安全委员会(网址:www.seismic.ca.gov)为房主和建筑专业人士提供了十分有用的信息。在加拿大,加拿大抵押贷款和房屋公司(CMHC)也准备了一本“住宅抗震指南”。

研究

木框架建筑从许多科研项目中受益非浅。这些研究包括从小到钉子测试,大到整栋房屋的足尺地震模拟。由于多种传力路径和“非结构”构件的贡献,所以很难用数字模型模拟观察到的传统木框架建筑的抗震性能。因此,研究人员一般通过更多地了解材料和组件的特性来更好地预测整栋房屋的抗震性能。通过足尺组件测试,研究人员正在研究整栋房屋的构件如何共同作用以抵抗地震荷载这一复杂模型。这一研究既有助于解释传统木建筑的性能,也能为设计人员提供更有效的设计方案。

加拿大国家林产工业技术研究院(Forintek Canada Corporation)是加拿大最重要的林产研究机构,其抗震研究的重点是对房屋构件进行测试和建模。他们的研究成果已被用来增强加拿大木结构设计规范中的有关抗震条文。加拿大国家林产工业技术研究院及其合作伙伴同时还研究发展计算机模型,用于评估木框架房屋在地震中的性能。此计算机模型可作为一种工具,有效地帮助工程师进行木框架房屋的抗震设计。

对足尺木框架房屋的测试早在1965年便已开始。从那时起,世界各地的研究机构相继进行了各种足尺试验。近期的试验包括使用“振动台”来真实地模拟实际的地震效应。其中美国加州的CUREE项目特别引人关注。加拿大的不列颠哥伦比亚大学(UBC)也开展了相关的研究项目。

地震工程研究大学联合会(CUREE)(www.curee.org)是一个非营利组织,成立于1988年,旨在推进地震工程的研究、教学与实施。该项目由美国联邦紧急事务管理署(FEMA)资助,项目专款由加州紧急事务州长办公室管理。CUREE——加州理工学院的木框架项目由五个部分组成:测试与分析、现场调查、建筑规范与标准、经济因素、教学与研究。

该项目包括对足尺房屋进行模拟不同地震烈度的振动台试验,共进行了三项不同的振动台试验:简化足尺双层独立住宅试验(加州大学圣迭戈分校)、足尺多层公寓楼(楼下建有车库)试验(加州大学伯克利分校)、以及简化箱型木框架房屋模型试验(不列颠哥伦比亚大学)。

两层房屋的试验包括了分别模拟传统框架房屋和经工程设计的房屋。有些房屋建造时没有饰面(毛墙),有些则涂有粉饰灰泥。所有房屋都经历了至少0.5g峰值地面加速度,有些经工程设计的房屋更经历了0.89g峰值地面加速度。加拿大的研究人员在对试验结果进行评估后得到以下结论:

●在所有试验项目中,所有有饰面(例如:粉饰灰泥)的房屋均未达到“接近倒塌”状态。

●在CUREE项目中,所有没有饰面(毛墙)的两层房屋均未达到“接近倒塌”状态。

●在CUREE项目中,一栋三层的“毛墙、楼下带车库”的房屋达到“接近倒塌”状态。

●试验结果与以前对木框架建筑抗震性能所做的调查非常相符。

●房屋变形随墙体开孔程度的增加而增加。

●传统房屋的变形大于相应经工程设计的房屋的变形

●在外墙涂有粉饰灰泥、内墙加上石膏墙板后,房屋的变形大大减少,从而大大减轻对结构的损坏。

加州大学圣迭戈和伯克利分校开展的CUREE试验、以及不列颠哥伦比亚大学和加拿大国家林产工业技术研究院进行的试验,产生了很多有针对性的成果,可以应用在北美风格的木框架房屋的抗震设计上。

世界各地对木框架建筑的研究意味着人们对地震如何影响木结构、以及对如何设计更好的抗震结构有了更进一步的了解。

设计抗震的木框架房屋

建筑技术在不断的更新。例如,大跨度构件使得结构更加开放、车库更加宽敞;而在外墙上有更多窗口的要求,使得房屋的抗震设计更具挑战。然而,木基结构面板的普遍使用使得我们可以建造强度更高的墙体和楼盖,同时我们对抗震设计的理解也在不断的更新。

北美

在北美,建筑规范对木结构房屋的框架有明确的规定。1995年版和更早版的加拿大建筑规范,没有对抗震设计作出明确的规定。对加拿大地震多发地区木结构房屋框架的设计,可参照加拿大木材委员会的木框架建筑工程设计指南,其中的简化规定来自于美国加州的传统建筑指南。加拿大木材委员会的指南还可用于设计小型的木框架房屋。

在美国,建筑规范对传统房屋的要求中已包括有关抗震的规定。有关抗震设计的规定还可参见美国林业与纸业协会(AFPA)的独户和双户住宅木框架建筑手册。

当框架体系不是根据传统规定设计时,则必须对地震传力路径进行工程设计。结构的荷载应根据建筑规范确定,而结构构件的设计及细部构造应根据木结构设计标准确定。在加拿大和美国,最新出版的全国木结构设计标准都已更新,强化了抗震设计规定。加拿大标准协会的最新版CS A086-01“木结构工程设计”中的有关规定,使得木框架房屋的抗震设计更加容易。美国最新出版的“全国木结构设计规范”中也包括了木框架构件抗震设计所需的全部信息。

WoodWorksOR剪力墙设计软件是专为帮助工程师设计抗震木框架房屋而开发的。除了能提供木结构的设计方案外,这一软件还能生成房屋所承受的地震荷载。该软件能在加拿大和美国使用。

在北美,建筑规范和木结构设计标准提供了木结构抗震设计的有关信息。这些规范和标准不断更新,以反映地震实地考察和抗震研究所带来的最新成果。

世界需要更安全的房屋

在过去一个世纪中,木框架建筑在北美的应用取得了极大的成功。现在,木框架建筑正引起世界其它各地的兴趣,这中间的原因很多。有些是因为经济的不断提高,产生了对舒适的更高要求。另一些则是因为最近地震所造成的房屋倒塌以及无数的死亡,刺激了对安全房屋的需求。

整个台湾岛都面临着地震危险。1999年的一次地震造成了2,200多人死亡,100,000多人无家可归。此一结果使政府积极支持引进木建筑,现正根据北美和日本的模式规范制定相应的台湾建筑规范。

日本是另一个几乎全国都位于地震危险区的国家。20年前首次引入日本的北美木框架建筑,在1995年神户地震中表现优异,目前是日本住宅市场中增长最快的一种建筑体系。

中国经济发展的增长促进了对改善住宅的需求。中国政府最近已采纳经过修改的北美木框架房屋建筑规范,这将推动在中国建造优质、耐用的木框架房屋。与亚洲不少地区相同,中国的某些地区也面临着地震和台风等自然灾害。

土耳其的主要建筑材料是混凝土和砌体。1999年的地震造成土耳其15,000人死亡和600,000人无家可归,死者大都是因房屋倒塌致死。土耳其的官员已认识到需要改善建筑标准,引进新的建筑技术,包括用于建造独户住宅和低层公寓的木框架建筑。

除上述出于抗震原因而建造木框架建筑外,还有其他许多国家采用木框架建筑是因为人们已经对它做了大量研究,其性能已经得到证实。木框架建筑不仅具有经济性和灵活性,更能符合建筑规范的要求。欧洲和前苏联各国也对北美的建筑技术表现出了兴趣。

结论

轻质和吸能能力强是木框架的内在特征,这使得木框架成为地震区首选的房屋体系。调查表明,符合墙体支撑、连接和锚固基本要求的木框架建筑,在地震时可以为居住者带来安全。对小型木框架建筑,建筑规范中的规定为抵抗侧向地震力提供了保证。大型木框架建筑可通过有效的工程设计来抵抗地震力。

过去20年来,人们一直在对北美木框架建筑进行研究,以便更好地掌握和提高其抗震性能。对北美地震中房屋性能的考察也使得木框架建筑收益良多。研究项目的试验结果也与以前地震实地考察的发现相当一致。与木框架建筑相关的建筑规范和设计标准也在不断更新,以反映最新的地震实地观察结果和研究成果。

木结构建筑 第5篇

关键词：钢结构；

焊接；

分析 Abstract: Based on the importance of welding technology, this paper mainly elaborates the high-strength steel welding, cold welding and thick steel plate welding these main construction processes, for your reference.Key words: steel structure;welding;analysis 中图分类号：TU391文献标识码：A 文章编号：2095-2104（x）随着我国经济的发展，我国在钢结构施工中，无论是技术手段还是施工材料，都取得了很大的突破，我国虽然早期在铁结构方面有卓越的成就，但由于2000多年的封建制度的束缚，科学不发达，因此，长期停留于铁制建筑物的水平。直到19世纪末，我国才开始采用现代化钢结构。新中国成立后，钢结构的应用有了很大的发展，不论在数量上或质量上都远远超过了过去。在设计、制造和安装等技术方面都达到了较高的水平，掌握了各种复杂建筑物的设计和施工技术，在全国各地已经建造了许多规模巨大而且结构复杂的钢结构厂房、大跨度钢结构民用建筑及铁路桥梁等。随着社会的进步和科学技术不断创新，建筑钢结构焊接方面的的工艺以及技术也在不断的更新和完善，近些年新的焊接技术不断的被创造和使用到工程施工中去，不仅为建筑钢结构焊接施工带来了更加简单快捷的方法，而且实现了钢结构技术在建筑领域的快速发展，以及钢结构在建筑方面的质量保证，钢结构的焊接水平提高起到了至关重要的作用。本文主要结合实际操作过程，对钢结构焊接工艺进行详细的论述。高强钢焊接的施工工艺 1.1 焊接材料的选择及匹配 1.1.1 强匹配。强节点弱杆件，即与母材规定的最低标准相比，焊接材料熔敷金属在强度、韧性、塑性等方面要明显高于标准；

并且焊接接头位置的各种基本的性能指标至少要与母材料规定的最低标准相匹配；

1.1.2 焊缝的塑性。在进行厚板焊接时，应该根据厚度效应后的强度来选择适当的焊材，通常当节点的拘束度比较大的时候，可以在1/4 板厚以后选择强度稍低的焊材；

1.1.3 满足冲击韧性的要求。对焊材韧性的选择是一项非常重要的工作，好韧性的焊材能够使焊缝以及热影响区的韧性满足钢结构的规定标准。比如在焊接无裂纹钢种的时候，可以选取低 H 或者超低 H 的焊接材料，同时在钢板厚度低于50mm 或者温度在0℃以上的时候，可以不对钢结构进行预热。这一方法的明显优势就是它的力学指标突出，尤其是在区强比的冲击性能方面更显优越；

1.2 高强钢焊接性能的评价方法 现阶段，建筑施工主要采取的评价方法有：碳当量计算评定法；

热影响区最高硬度试验评定法；

插销试验临界断裂应力评定法 1.3 确定最低预热温度的常用方法 1.3.1 通过裂纹实验来进行控制，即通过进行斜 Y 坡口试样抗裂方面的试验对最低的预热温度进行确认；

1.3.2 通过硬度控制预热温度，通常采用的方法是根据一定碳含量的钢材，其不同板厚 T形接头角焊缝热影响区硬度达到 350HV 对应的冷却速度（540℃时），查表确定焊接线能量；

1.3.3 根据裂纹敏感指数、板厚范围、拘束度等级、熔敷金属扩散氢含量确定最低预热温度；

1.3.4 根据接头热输入、冷却时间和钢材的特定曲线□确定最低预热温度；

1.4 对焊接质量的控制方法；

1.4.1 对热输入以及冷却速度进行控制。此方法主要是通过对焊接时的电压、电流以及焊接时的焊接速度和熔敷金属在800℃～500℃区间内的冷却时间的控制，进而完成焊接质量的控制；

1.4.2 对焊缝中各种元素的质量百分比进行必要的控制，主要是指碳、硫、磷、氢、氧等。为了达到这一目的，除了要选择质量优越的低氢焊接材料外，还要求操作人员拥有较好的操作手法，从而对熔池金属进行很好的保护；

1.4.3 应力与变形控制。选用高能量密度、低热输入的焊接方法，如气体保护焊；

用小线能量，多层多道焊接；

减小焊接坡口的角度和间隙，减少熔敷金属填充量；

采用对称坡口，对称、轮流施焊；

长焊缝应分段退焊或多人同时施焊；

用跳焊法避免变形和应力集中；

在进行高强钢的焊接作业时，应从钢材料自身的强化机理以及供货时的所处特征出发，全面考察各项性能的指标要求，从而选择适合的焊材以及评价焊接质量的试验方法。最后得到适合于生产的焊接工艺，起到相应的指导生产的要求。在进行这一钢材的焊接时，为了避免其产生冷裂现象，应该注意采取相应的措施。同时为了出现接头弱化的现象，焊接时应该对层间温度以及焊接线能量进行较为严格的筛选和控制。总的原则还是应该在较低的成本下，尽可能完成高质量的焊接任务。低温焊接时的施工工艺 2.1 焊接材料的选取 由于是在低温环境中进行焊接作业，所以为了更好的完成焊接任务，应该尽量选取氢含量较低的焊接材料，并且对焊接材料进行必要的烘焙以及保温措施。

2.2 焊接前的防护措施 为了达到尽量减少热量的损失，可以在进行焊接作业的地方构建相应的保护房，从而形成相对密闭的空间。如果条件不允许构建防护房，也可以采取其他一些措施来起到防护热量损失的作用。在进行一些气体保护焊接操作时，气瓶也要进行必要的保温措施。

2.3 对焊接质量的控制 2.3.1 预热和层间温度。相比较于常温条件下的焊接预热，低温焊接时的预热温度要稍高，并且需要预热的区域范围较大，通常情况下是焊接点周围大于等于两倍钢厚度的范围，并且这一范围不小于 100mm。焊接层的温度通常要高于预热温度，或者是不低于相应规定中的最低温度 20℃，二者之间取较高温度者；

2.3.2 采用合理的焊接方法。尽量使用窄摆幅，多层多道焊，严格控制层间温度；

2.3.3 焊接后热及保温。焊接后及时对焊接接头进行后热保温处理。利于扩散氢气的逸出，防止因冷速过快而引起的冷裂纹，同时适当的后热温度还可以适当降低预热温度；

厚钢板焊接技术 3.1 建筑钢结构中厚钢板得到最大的使用，大量钢结构工程采用厚钢板，促进了厚钢板焊接技术的发展，同时也丰富了建筑用钢的范围。

3.2 厚钢板焊接的关键是防止由于焊接而产生的裂纹和减少变形，应主要考虑以下几点 ：

3.2.1 选用合理的坡口形式。如尽量选用双 u 或 X 坡口，如果只能单面焊接，应在保证焊透的前提下，采用小角度、窄间隙坡口，以减小焊接收缩最、提高工作效率、降低焊接残余应力；

3.2.2 合理的预热和层间温度；

3.2.3 后热和保温处理；

结束语 在建筑工程中，钢结构的主要连接方式就通过焊接来完成，焊接技术在建筑工程中发挥着重要的作用。随着社会的进步和科学技术不断创新，不论是在物理、化学、冶金，还是在电子、计算机等领域，新技术、新设备、新材料不断被发现和使用，作为主要的钢结构连接技术——焊接技术，在我国的建筑钢结构建设过程中发挥着不可替代的作用。根据相关的资料显示，在建筑领域一半以上的钢结构在使用前都需要进行必要的焊接处理加工，由此可见，为了实现钢结构技术在建筑领域的快速发展，以及钢结构在建筑方面的质量保证，不断提高钢结构的焊接水平就显得尤为重要。

参考文献：

[1] 姚晋勇.论钢结构焊接现场施工工艺.科技情报开发与经济，x,17(13).[2] 徐鹏毅.钢结构焊接现场施工工艺探讨.中国高新技术企业，x(10).[3] 景明勇；

木结构建筑与木产业前景诱人 第6篇

在中国倡导低碳的大背景下，木结构建筑以及与之相关的木产业发展前景正在被越来越多的人看好。

木结构建筑发展飞速

在美国、加拿大等北美地区，90％以上的民用住宅都采用木结构；日本的民用建筑已达到65％以上；我国木结构建筑在停滞20年后的今天尚处于起步阶段；自从引进北美的现代木结构房屋以来，由于木结构建筑设计灵活、节能，环保、抗震及施工时间短等优点而得到人们的认可。近几年来，我国沿海发达地区木结构建筑发展较快，逐步由小型民用建筑发展为公用建筑。

也正是在这个发展机遇下，2010年8月16日至19日，中国建筑学会结构分会木结构专业委员会第五次工作会议暨第五届学术交流会议在上海召开。

作为国内较早的加工、建造及出口原木房屋、木结构房屋的专业企业，营口小雨集成房屋有限公司的总经理秦邦国在年会上除了认真听取了业内专家、同行们的学术研讨，同其他与会者一道，还饶有情趣地前往世博园参观了上海世博会城市最佳实践区温哥华案例馆等相关木结构展馆，他认为这也是木结构学术交流会的又一次饕餮盛宴。

无论美轮美奂的外观，还是节能环保的科技含量，城市最佳实践区温哥华案例馆都值得游客深思回味。温哥华案例馆的墙壁主要是软木材质，既可防火又可抗震，是安全性能极佳的建筑代表。

记者在现场了解到，展馆的墙壁主要分为内壁和外壁两部分。定向刨花板是墙壁中最主要的部分之一，加之玻璃纤维和石膏墙构成内壁。外壁加上一层呼吸纸，具有防火防辐射的作用，定向刨花板的木材主要采自云杉、冷杉的树群，加之玻璃纤维，通过胶合加固，制成房屋的立柱框架，具有抗震功能。而石膏墙可以防火耐高温。可以耐三至四小时的火烧。在北美，百分之九十的房屋都是这样的材质和机构。

木结构专业委员会副秘书长程少安称，过去二十年，人们一直在对现代木结构建筑进行研究，以便更好地掌握和提高抗震性能。对北美地震中房屋性能的考察也使得木框架建筑受益良多。实践证明，现代木结构建筑是一种久经证实的建筑方法，能够在强烈的地震中为人们带来安全。

大兴安岭木建筑企业“组团”参会

在木结构行业年会召开的同时，第二届上海国际木制环保住宅展览也在同一地点——上海新国际博览中心召开。作为该年会以及住宅展览的一个大的亮点，在大兴安岭当地政府主管部门领导的带领下，大兴安岭数十家知名木建筑企业“组团”前来参会参展，现场搭建一座座的1：1比例的别致木屋、木别墅吸引了参观者络绎不绝前来“串门”。

年会期间，在接受《小康·财智》记者采访中，据大兴安岭林产工业处处长张东彪介绍，大兴安岭发展木结构建筑等林产工业有着丰富的资源优势和环境优势。

大兴安岭是我国最大的林区，资源丰富，实施“天保工程”后每年仍有214万立方米的采伐任务，并可生产近60万立方米的伐区剩余物和造材剩余物，还有多年困在山上的风倒木、风折术、漂流木及伐区剩余物。可以说，为林产工业加工企业提供了原料保证。

张东彪指出，尤其是占大兴安岭森林资源总量70％的落叶松，其硬度大，耐腐蚀性高，纹理直、均匀，并且纤维索、半纤维素和木素含量较高，分别是33％、20％至35％和15％至35％。其纤维较其他材种长，是生产高密度纤维板和旅游木屋等木结构建筑的理想原料。

张东彪称，以木屋产业化带动结构调整，是大兴安岭林业发展的一个契机。

他认为，“大兴安岭林区现有林产工业企业无论从规模、设备、质量等方面均性能偏低，在新产品开发、应用新技术等方面能力亦较弱。为了壮大我区林产工业规模，促进我区林产工业产业结构调整升级，使我区资源和生产要素在更大范围和更高层次上流动和优化配置，发展木屋产业在这方面便成为一条可行的途径。”

2009年7月，在张东彪时任漠河县县长时，便积极将大兴安岭林区的木业发展与木建筑、木结构行业、市场对接。上一届年会(木结构专业委员会第四次年会)便在漠河召开。

在《小康·财智》记者的采访中，木结构专业委员会主任王伟回忆了一桩业内趣事。当年木结构建筑发展还没有被大众所熟知时，也是这位张县长，就有先见之明地早早认识到了木结构建筑的未来发展前景，以及对当地林业经济所带来的不可估量推动力。为了多方“取经”，张东彪曾经到他所在的学校办公室去推门，不请自来，就木结构建筑问题问东问西……

时至今日，大兴安岭林区不仅成为了木结构建筑在中国发展，以及所需原料逐步国产化的巨大后方市场，而且在行业规范、标准制定上也发挥了积极作用。拥有自主知识产权的国内胶合木生产线便是在此诞生。

木结构建筑防火技术研究 第7篇

木结构是中国古建筑的主要形式,浓缩着中国传统文化的精髓,凝结着古代劳动人民的精湛技艺,是不可再生的珍贵历史文物。但是,木结构建筑的维护和保存是一个难题,尤其是火灾对古建筑危害极大,所以必须重视木结构的防火技术研究。

在古代,木材是一种重要的建筑材料,因而形成了以木结构为主的中国古建筑。木结构古建筑印刻着社会发展变迁的轨迹,彰显着民俗地域风情特色,成为中国传统文化的重要内容。而在今天,人们对木材的认识又有了新的发展,木材可以再生利用,对环境友好,属于节能型材料,被誉为绿色材料。为了节约能源,建设部提出了“绿色房屋”计划。木结构由于物耗低、质材轻的特点,成为当前我国建筑现代化、环保化、产业化的一个发展方向。与钢筋混凝土结构和钢结构相比,木结构有以下优点:木材在生长过程中能改善环境,会吸收大量CO2并释放出O2,有益于大气改善,而且其加工过程能耗较低,尤其是废弃后可自然降解,作为生物材料可参与到整个生态循环链条中。这一点对于保持可持续发展的生态系统至关重要。

建设行政主管部门正逐步出台各项政策、技术标准来推动木结构建筑的应用和发展。如2003年颁布的GB 50005—2003《木结构设计规范》,上海市的DG/T J08-2059—2009《上海市轻型木结构建筑技术规程》等。然而,由于木材可燃的特性,在发生火灾时易引起结构破坏,造成较大的人员伤亡和财产损失。因此,在推进木结构建筑的同时,研究和探讨木结构建筑的防火设计,提出有效的防火技术措施和设计思路,是一个十分有意义、有价值的课题。

1 木结构建筑的概念与分类

木结构建筑是由木材或主要由木材承受荷载的建筑结构,它是通过榫卯手段或各种金属连接件进行连接和固定的。

木结构建筑根据结构受力系统的不同,可分为轻型木结构建筑和重型木结构建筑两种。

轻型木结构建筑的特点是构件的断面尺寸较小,一般构件中心间距<600 mm。重型木结构建筑的特点是构件的断面尺寸较大,一般构件的名义尺寸有如下规定:柱、梁≥150 mm,木楼板≥50mm,由木构件组成结构体系,且木构件大多承重。

要做好防火,首先要知道火灾形成的3个必备条件,即着火源、可燃物和助燃物。本文主要讨论的是可燃物(即木结构)的防火控制。

2 木结构建筑防火的技术措施

建筑防火设计首先要考虑的问题是,当火灾发生时,人们有足够的时间能够逃离火灾现场,因此防火设计应重点注意畅通或设置便利的逃生通道;第二,木结构建筑要能够维持足够时间内稳定,具有一定的耐燃性,可在木材表层涂抹耐火、绝缘材料,以便于消防队员灭火;第三,木结构建筑本身要有防火分区和灭火设施,与其他建筑应有防火隔离区域,以保护建筑本身和邻近的建筑。一旦有火情,能做到人可逃生,有时间灭火,有效保护建筑本身和邻近建筑。

木结构建筑常采用以下方法来达到上述的防火要求。这些方法分别是:外包防火法、自防火法、阻燃处理法、1 h防火设计法、性能化防火法、自动消防设施的应用法、其他措施防火法。

2.1 外包防火法

外包防火法的防火原理是将不燃性材料包于木材外部,以此来隔断从火源传来的热及外界传来的氧气。

外包防火法的具体操作是采用防火保护材料将木构件包起来,以提高构件的耐火极限。一般做法是在木龙骨之间添加保温隔热材料,再在其外面覆盖石膏板。在轻型木结构中常采用这种方法。

在轻型木结构中,还需要用阻塞物填充木构架的所有空隙,用实心挡火块封锁孔洞和孔隙,以达到阻火、防火的作用。

2.2 自防火法

自防火法是指采用木材自身燃烧时产生的炭化层来防火,不设置额外防火措施的防火法。

木构件被点燃后迅速形成炭化层,炭化层可阻热和延缓燃烧速度,从而延长木结构强度的保持时间,以此来达到防火的目的。由于炭化层是这种方法的核心要素,所以采用自防火法时要求木构件尺寸要大些,例如采用截面尺寸较大的原木或胶合木等工程木材。重型木结构一般采用这种防火法。

2.3 阻燃处理法

阻燃处理法的适用范围为:古建筑中的许多木结构构件、现在的轻型木构件以及重型木构件有需要时。

阻燃剂具有使材料燃烧减慢、终止或防止热辐射的特性。对于阻燃剂,国内有具有多种效能的磷氮硼复合木材阻燃剂FRW,国外有Dricon等。通过浸注、喷涂等阻燃法的处理,可以有效地提高木材的防火性能。

2.4 1 h防火设计法

1 h防火设计法是指建筑构件只要能通过1 h防火设计试验,达到规定标准,就可视为具备一定耐火等级。

在火灾试验中,构件将被加热到872 ℃,测试其温度-时间曲线,在整个1 h内,构件及构件连接件如能承载其设计荷载,即为合格的1 h构件。

2.5 性能化防火法

性能化防火法的全称是建筑防火性能化设计。该方法建立在消防安全工程学基础上,是一种新的建筑防火设计方法。木结构可依据该方法进行防火设计。性能化防火法的设计步骤是:①确定评估对象和消防总目标;②进行火灾场景设置,并进行火灾模拟计算;③提出和评估设计方案;④编制报告和说明。

2.6 自动消防设施的应用法

目前,在GB 50016—2006《建筑设计防火规范》和GB 50005—2003《木结构设计规范》中,对木结构建筑的自动消防设施的设置均未作规定,但考虑到木结构建筑构件的可燃性、火情发生时的速燃性、建筑荷载在火灾情形下的多变性、灭火条件的差异性,有必要在火灾初期推广应用自动火灾探测和灭火系统,以实现现代消防。

2.7 其他措施防火法

在木结构建筑的防火设计中,除了上述方法外,还需采取其他措施防火法,例如电气线路防火、空调系统防火、燃气热水器防火、炊事防火及管理制度方面的防火等,以实现防火的综合治理。

3 木结构建筑的层数等技术要求

结合我国规范和相关资料,现对木结构建筑的技术要求进行如下归纳(见表1)。

4 结语

本文研究了木结构建筑的主要类型,并结合木结构的起火特点提出了木结构防火技术措施,给出了木结构的层数、耐火等级等技术要求。

木结构建筑符合可持续发展的要求,这就决定了对木结构建筑防火技术进行研究与探讨的理论价值和实用价值。同时,由于人工速生林的快速发展,具备了木结构绿色建筑发展的物质基础,例如胶合木建筑结构形式就极具市场前景。但目前对胶合木构件的耐火性能的研究较多,而对胶合木建筑中的金属连接件的耐火、防火性能研究较少。从适用性来看,应努力开发民用型的、耐火等级高的连接构件,这一点应成为今后研究的重要方向。

摘要：在分析木结构建筑的分类及受力结构的基础上,提出了木结构建筑的防火技术措施,包括外包防火法、自防火法、1 h防火设计法、性能化防火法和自动消防设施应用法等。结合设计规范,对木结构建筑的层数、耐火等级等方面的要求进行了梳理,指出了防火研究应努力的方向。

关键词：建筑,木结构,材料特性,火灾防护

参考文献

[1]GB 50016—2006,建筑设计防火规范[S].

[2]GB 50005—2003,木结构设计规范[S].

木结构建筑 第8篇

绿色生态资源的可持续性利用和发展正受到人们的普遍关注, 使用绿色环保的建筑材料, 减少二氧化碳的排放是人类改善生活环境的重要途径。在我国, 被动式超低能耗建筑以其优异的节能减排效果和经济效益, 并得到了社会各界的认同。

江苏南通三建集团股份有限公司分别在处于夏热冬冷地区的江苏省南通市和处于寒冷地区的辽宁省大连市施工建设了当地的第一个被动式超低能耗建筑项目并通过了德国能源署的验收。在此基础上, 他们总结了被动式超低能耗建筑的施工经验, 并做出了将被动式建筑技术与木结构建筑技术集成的尝试和探索。

二、技术路线

(一) 被动式超低能耗建筑技术

被动式超低能耗建筑技术中, 集成了外围护结构高性能保温隔热技术、隔热桥处理技术、外围护结构的气密性处理技术、高性能建筑节能门窗技术、气密性处理技术、新风系统高效热回收技术、室内空气质量实时监控及新风自动控制技术、新风系统末端变风量技术、空气源 (或地源) 热泵应用技术、可调节外遮阳技术、太阳能发电及光热转换技术等。

在满足绿色建筑基本要求的前提下, 被动式超低能耗建筑技术能够根据工程所在地的气候特征和自然条件, 充分利用建筑外围护结构自身的保温隔热性能和气密性能, 科学系统地集成上述各项技术, 以最少的能源消耗、提供最为舒适的室内居住和生活环境, 具有优异的节能减排效果和经济效益。

(二) 木结构建筑技术

木结构建筑技术是一种绿色环保的建筑技术, 相对于普通的钢筋混凝土建筑, 木结构建筑技术具有以下优点:

1. 可持续性

(1) 能源的可持续性

在木结构建筑的建造阶段和使用阶段, 由于大量地使用木材, 大幅度降低了建筑对钢材和混凝土等不可再生资源的消耗, 因此能够最大程度地减轻二氧化碳向空气的排放。

(2) 资源的可持续性

木材是可再生资源, 与水一样, 是大自然赠与给人类的宝贵财富。木材几乎在所有的国家都存在, 很容易获取, 经过简单的加工即可应用。我国的木材资源也是非常丰富的, 在东北和南方都有丰富的森林资源, 只要科学合理地加以开发和有节制、有计划的利用, 木材就能源源不断地为人类创造财富、产生价值。

(3) 调节空气质量, 提供氧气

木材能够吸收二氧化碳, 并通过光合作用提供氧气, 改善空气质量。

2. 提高了建筑的安全性能

(1) 提高了建筑的耐火性能

木材的耐火性能要远远优于钢筋混凝土结构。尽管木材容易被火点燃, 但通常温度需要达到250℃时, 才会燃烧。木材在燃烧后, 能够迅速地在燃烧面产生一层碳化层, 减缓火焰的燃烧速度, 加上木材的导热性能差, 因此能够隔断热量向构件内部传递, 木结构建筑的耐火燃烧性能优于钢筋混凝土结构。

目前, 市场上应用的建筑木材均经过高温碳化处理, 能够封住木构件表面, 提高建筑木构件的耐火性能。

(2) 提高了建筑的抗震性能

木结构建筑的自重相当于普通钢筋混凝土结构建筑的60%, 且在结构主体与基础相连接的部位, 采用了专用的金属连接构件, 形成了柔性抗震体系。当发生地震时, 结构自身所吸收的地震能量远远低于钢筋混凝土建筑, 且自身的柔性连接体系能够及时将地震力分散, 从而提高建筑的抗震性能。

3. 物理性能优异

(1) 抗拉及抗压强度高

木材是由大量的纤维构成的, 具有极高的抗拉及抗压性能, 木材的抗拉及抗压性能大多数都能够达到16MPa, 比普通的MU10砖的强度10MPa高出60%。在工程应用中, 采用纵横交错积木压制技术将木材复合压制胶粘成型, 大大提高了木构件的力学性能。

(2) 重量轻

木材的重度为5KN/m³, 而钢筋混凝土的重度为25KN/m³, 可以大幅度地降低结构自重, 减小受力构件的截面尺寸, 进而增加室内的使用面积。

4. 感官舒适性好

(1) 装饰性

木材是最贴近人体感官的建筑材料, 自身具有极佳的装饰图案, 给人以回归自然、返璞归真的感受, 提升人们的生活品质。

(2) 舒适性好

木材含有大量的细胞, 在加工时进行烘干处理, 使细胞脱水, 因此能够自动调节室内空气的的湿度, 给人们提供一个舒适性最佳的生活居住环境。

(3) 隔声性能好

木材能够有效阻碍声波传递, 具有良好的隔声性能, 为人们提供一个安静的居住环境。

(三) 技术集成

在取得被动式超低能耗建筑成功建设的基础上, 总结技术经验, 将被动式超低能耗建筑技术与木结构建筑技术集成。在木结构建筑技术的基础之上, 引入外围护结构采用夹心保温构造技术、隔热桥处理技术、外围护结构的气密性处理技术、高性能建筑节能门窗技术、新风系统高效热回收技术、室内空气质量实时监控及新风自动控制技术、新风系统末端变风量技术、空气源 (或地源) 热泵应用技术、可调节外遮阳技术和太阳能发电及光热转换技术等被动式超低能耗建筑技术。使建筑综合木结构建筑技术与被动式超低能耗建筑技术的全部优点于一身, 研发和创造一种绿色、健康、环保、低碳的新型建筑, 避免或减轻传统建筑对自然生态环境的破坏。

三、创新点及关键技术

(一) 创新点

在木结构建筑的基础上, 引进被动式超低能耗建筑技术。特别是外围护结构保温隔热技术、新型建筑节能门窗技术、气密性处理技术、隔热桥处理技术和高效热回收新风系统及其智能联动控制技术、可调节外遮阳技术。

(二) 关键技术

1. 外围护结构保温隔热技术

外墙、屋顶和地面是外围护结构的主要组成部分, 约占整个外围护结构总面积的70%左右。因此, 外墙、屋顶和地面的保温隔热技术是被动式超低能耗建筑的核心技术之一。在木结构建筑的外墙、屋顶中采用夹心保温技术, 采用EPS或矿棉材料填充, 形成复合保温构造;在地面铺设XPS保温板, 达到外围护结构保温隔热的目的。

2. 新型建筑节能门窗技术

外门窗必须采用被动式建筑专用保温隔热密封门窗, 按照德国标准传热系数K≤0.8, 气密性、抗风压达到国家标准最高级。门框及门板均为全铝合金制造, 内部填充保温隔热材料;窗框铝包木型材, 玻璃采用三玻两中空及三玻一中空一真空双Low-E玻璃, 玻璃的Low-E反射膜贴在第二、第四面或第二、第五面。

门窗的安装位置应保证与外围护木结构中的夹心保温重合, 外窗与木结构外墙之间的缝隙应采用耐久性良好的被动式专用防水透气密封布和防水隔气密封布与专用密封胶密封严密;外门窗框与洞口周边墙体之间的缝隙部位, 采用预压缓慢自膨胀密封胶条粘贴及填充密实。

3. 气密性处理技术

建筑气密性能对于实现超低能耗目标非常重要, 被动式建筑的气密性指标N50≤0.6次。

气密层应连续并包围整个外围护结构, 木结构建筑的气密性处理部位主要有:外围护结构木材的拼接缝隙处、门窗洞口、外围护结构的埋件根部、管线贯穿外墙处、电气接线盒等易发生气密性问题的部位。

应选择专用的、兼容的、系统的气密性材料构成气密层。

4. 隔热桥处理技术

隔热桥处理的部位很多, 室外部位主要有外门窗、外遮阳、室外雨水管、女儿墙坡面盖板、室外栏杆、成品檐沟、成品造型构件等部位, 都需要采用无热桥设计的被动式建筑专用埋件;室内部位主要有通风管道、厨卫间排气管道、上下水管道、外墙上的各类表箱周边等部位的无热桥处理;各类洞口周边部位, 如室外门窗洞口、各类管道与预留洞口之间的缝隙部位等。

对于室外的埋件部位, 通常是采用保温隔热材料铺垫在埋件根部, 同时埋件的本身必须采用满足受力及变形要求的保温隔热材料;对于室内的各类管道周边必须采用软质保温隔热材料包裹严密;对于各类洞口周边部位, 如室外门窗洞口周边、各类管道与预留洞口之间的缝隙部位, 必须采用保温材料填塞密实。

5. 高效热回收系统及其智能联动控制技术

新风热回收系统是通过热回收装置使新风和排风进行热量交换, 回收排风中的能量。被动式建筑应采用高效的新风热回收系统, 应优先利用高效新风热回收系统满足室内供冷或供暖要求, 不用或少用辅助供暖或制冷设备。通过回收利用排风中的能量, 来降低供暖或制冷的能耗, 实现超低能耗目标。

为了时刻保证室内空气质量, 引进了室内空气质量实时监控和新风自动控制系统。将室内二氧化碳浓度控制器、室内温度感应探头和室内温湿度控制器与新风系统联动, 对室内空气质量实时检测监控, 实时反馈室内空气质量的信息, 并与新风系统联动, 自动控制新风系统的开启及新风风量, 保证室内温湿度适宜、空气质量新鲜, 为室内提供一个良好的舒适环境。

6. 可调节外遮阳技术

在建筑的东向、南向和西向设置可调节外遮阳卷帘, 根据各房间的位置、朝向及太阳光照强度和角度, 自动控制外遮阳的升降高度和角度。夏天落下外遮阳卷帘把太阳辐射热挡在室外;冬天升起外遮阳卷帘, 通过外窗获得太阳辐射热量。

四、应用前景及发展趋势

(一) 应用前景

木结构建筑与被动式超低能耗建筑集成技术应用的前景主要有两类:第一类是木结构被动式超低能耗多层住宅建筑和公共建筑, 如多层住宅、别墅、学校建筑、医院建筑、图书馆、展览馆建筑等;第二类是景观建筑, 如旅游度假村和休闲场所等。

(二) 发展趋势

1. 顺应国家经济绿色、低碳、节能、环保的发展方向

作为钢混结构住宅主要建筑材料的混凝土, 资源消耗大, 环境污染重, 生产水泥每年排放有害气体及粉尘超过3亿吨, 且混凝土是一次性建筑材料, 不可循环利用, 形成的建筑垃圾极难处理。相较来说, 木结构住宅优势就很明显:节能达到60%, 并带动相关新型环保建筑材料的研究和应用以及各种防火、防腐材料的应用;木结构建筑的木材可回收利用、可以再生, 这些特性符合住宅节能环保可持续发展的要求。

2. 满足住户对住宅品质的高要求

简单的居住已不能完全满足居民对住所的期待, 传统住宅存在诸多问题, 如:隔声防火性能差, 房屋布局不灵活, 管线占用面积大, 二次装修破坏结构安全等。而木结构住宅构件、部品采用标准模数化进行设计, 在工厂中进行加工制作, 现场安装, 精确度高, 质量有保证。此外, 木结构住宅的木材强度高, 自重轻, 梁柱截面小, 间距大, 室内可以灵活布置, 空间组合自由, 房型变化丰富、美观, 可以最大限度地满足住户对住宅功能的高品质追求。

五、实践应用及总结

江苏南通三建集团股份有限公司在被动式超低能耗绿色建筑产业园投资建成了一栋建筑面积约200平方米的集成了木结构建筑技术与被动式超低能耗建筑技术的样板房, 并取得了很好的应用效果。

轻型木结构建筑的白蚁控制 第9篇

(一) 白蚁的种类

我国已经记录的白蚁有400多种, 是世界上拥有白蚁物种最多的国家之一, 主要分布在我国的南部和东部。白蚁胃中含有可消化纤维素和其它植物的微生物, 某些种类白蚁能对房屋及屋内物品造成损坏。可以将世界上现有的2400种白蚁分为三大类:湿木白蚁、干木白蚁和地下白蚁, 下面分别介绍这几种白蚁的特征。

1.湿木白蚁。湿木白蚁主要侵害腐烂中的木材, 并且需要有保持木材潮湿的湿气源, 比如漏水的淋浴设施、管道、屋顶和厕所等。一旦腐烂处修好, 湿源被消除, 湿木白蚁就不会再入侵。

2.干木白蚁。干木白蚁不需要很多湿气, 通常通过阁楼或通风孔进入建筑物并寄生于窗户、门框和家具内。干木白蚁只有在长大成熟后才能飞行, 所以用昆虫网就能防止它们进入。干木白蚁不侵害经过防腐处理过的木材, 通过熏蒸或热处理即可以很容易地消灭它们。

3.地下白蚁。地下白蚁是破坏性最大的一类白蚁。地下白蚁需要稳定的湿气来源, 一旦暴露于干燥空气中, 就极易脱水。为了避免脱水, 地下白蚁就会进入建筑物, 通常用泥土在惰性材料 (如基础) 上修建藏身管道。

(二) 控制措施

1.抑制法。抑制法包括寻找土壤中的白蚁巢穴并摧毁它们;焚烧受害的木材;防止受害木材进入建筑工地;对树木注射药剂以破坏白蚁巢穴;使用区域性毒饵法。对于刚刚受白蚁侵害、白蚁分布零星以及主要靠人类活动散播白蚁的地方, 抑制法是有效的。

2.工地管理。完善的工地管理可以有效降低白蚁侵害的威胁。工地管理两个目标为:清除土壤中所有未处理过的木材;确保排水系统将屋顶和地面上的水从工地排走。这意味着必须清除所有的树桩和树根、测量用的标识、废弃的模板和木材废料。施工垃圾应该定期清理, 防止意外埋入土中。基础四周应安装多孔排水管, 以将水从房屋周围排出。屋顶的水应通过一个独立坚固的排水系统排走。对于排水差的地方, 房屋周围的地面高度应低于架空层中土壤的高度, 以确保建筑物下方无水储留。

3.土壤屏障。一种方法是将各种通过筛选后大小不一的砂砾或沙粒有效地铺设在混凝土板下或敞开式的架空层内以形成一种白蚁阻隔屏障。砂砾或沙粒的大小和形状很重要, 它们必须足够大, 以至白蚁不能搬移, 但又不能太大且应采用尖角沙粒以减少沙粒间的空隙, 从而使得白蚁不能在颗粒间穿梭而行。另一种方法是格栅间隔小于1mm的不锈钢丝网对防白蚁很有效。这种不锈钢丝网可铺设在基础下面及周围, 对地面或地面下整个基础或混凝土板进行防护。

4.混凝土板与基础。通常可使用白蚁防护屏防止白蚁从基础墙和柱进入基础。例如, 可以在基础顶部和地梁板之间安装金属板屏障, 屏障的外端部向外突出并朝下。这样可迫使白蚁延屏障外端部移动, 从而便于跟踪蚁道的位置。这种防护屏的有效性很多程度上取决于正确的设计、安装和维护。由于白蚁通常还能够在障碍物上方修建蚁道, 所以, 防护屏必须与其它措施结合起来一起使用。位于地面上的混凝土板往往最容易受白蚁的侵袭。白蚁可以延混凝土板边缘进入, 并穿过施工缝、收缩缝以及管道和其它设施的开口。对于这种类型的基础来说, 在其下方或四周可能需要铺上一层屏障, 如化学药品, 或者筛选过的砂石或金属网。所有间隙、缝隙或接头处应用防白蚁填缝料填充, 而且混凝土板顶部应至少超出地坪15cm。无混凝土板的架空层, 由于存在冷凝和湿气聚集的可能, 为白蚁提供了特有的天堂。此时, 良好的通风格外重要, 架空层内应有良好的通道以便对内墙进行检查。未经处理过的楼盖搁栅与地面之间的间隙至少应有50cm。如果不能达到这个间隙值, 必须考虑使用加压防腐处理过的木材作为替代或作为额外的防护。

5.结构耐久性。任何白蚁都无法侵袭经加压防腐处理过的木材和板材。通过加压处理, 使化学药剂进入木材中, 使得木材和板材具有很好的防腐及防白蚁功能。这些化学药剂比如有鉻铜砷合剂及硼酸盐等。具体使用时, 要注意不同药剂的使用条件, 如鉻铜砷合剂在建筑内部和外部环境中均可使用, 而硼酸盐因为是一种水溶性化学药品, 因此非常适合于房屋结构中的框架材和板材处理。

6.监控与维修。定期检查极为重要, 以便及早发现问题, 并在问题极化前得以解决。应该定期检查靠近土壤的基础部分有无垃圾和其它食物源、有无白蚁通道和潜在的可供白蚁进入房屋的桥梁。所有可能的湿气源, 如排水槽、管道、浴室和空调等应作例行检查。维修措施包括采用防腐处理或毒饵法, 毒饵法是一种相对较新的防白蚁法。根据建筑物的大小, 在建筑物周围地面放置约25个诱捕装置, 然后将几段未处理过的木材放在这些诱捕装置中作为诱饵。监视诱捕装置, 发现白蚁食用诱饵时, 可将这些诱饵用慢效化学药品替换, 白蚁会将化学药品带回巢穴。毒饵法在宽阔的区域使用效果最佳, 因为周围白蚁群会进入并占据被消灭了的白蚁群的通道系统。

(三) 结束语

人们对白蚁的控制进行了大量研究, 技术和产品也正在不断提高, 革新产品和技术在不久的将来可能会再次出现。只要在施工中及施工后, 正确使用控制措施, 那么即使在蚁害最严重的地区, 轻型木结构房屋仍能经久耐用。

参考文献

[1]许方.方兴未艾的轻型木结构建筑[J].中国住宅建设, 2003, 18:46-48.

[2]肖维良, 黄静玲, 黄复生.广东科技, 2006, 159:69-70.

[3]加拿大木业协会.中国轻型木结构房屋建筑施工指南[S].2007.

低碳环保的现代木结构建筑 第10篇

1. 国内外低碳环保建筑研究现状

1.1 低碳环保建筑的定义

低碳环保建筑是指在建筑材料与设备制造、施工建造过程和建筑物使用的整个生命周期内, 减少化石能源的使用、提高能效、节省能源和水、降低二氧化碳排放量的新型环保建筑。低碳环保建筑的研究是在地球环境破坏、全球气候变暖、提倡人与社会和谐、人与自然和谐的时代大背景下提出的, 旨在改善人类生活的同时缓解因建筑施工和使用给环境带来的压力, 促进社会的全面协调可持续发展。

1.2 低碳环保建筑的研究方法

低碳环保建筑的研究以减少化石能源的使用和降低碳排放量为量化指标, 以提高自然能源的利用率和改善人类居住环境为目标。研究建筑材料的生产过程中的节能环保、建筑生产建设过程中的低碳环保、建筑使用过程中的节能环保以及建筑物废弃之后的节能环保等多个方面。

1.3 国内外研究成果

随着国内外低碳环保观念的深入人心, 人们对低碳环保木结构建筑的关注愈发密切。近几年, 发达国家建立健全了木结构建筑设计中保证木结构房屋质量的标准和施工规范, 并使木结构建造技术有很大的提高。不仅从过去的全手工过渡到了工厂化、机械化施工, 并且在木结构房屋的防火、防震、防腐、防水、防虫一系列方面都做了科学的研究, 成效显著。此外, 为确保木材的来源不断, 学术界和商界都积极推动木材国际贸易的发展。逐步形成了选用适宜的实木、原木、方木等材料, 采用低能耗的生产工艺, 并采用高新技术研制的环保材料混合建造低碳节能的木结构建筑的方法, 亦称“现代木结构”。

2. 常见建筑的环保低碳性能比较

2.1 砖瓦建筑与木结构建筑比较

砖瓦建筑是由砖墙, 木屋架或钢屋架、檩条、瓦组成, 多用于单层平房。它的隔音效果和保暖效果良好, 但是由于砖瓦结构建筑缺少一定的柔性, 导致在受到地球内力引起的地震横波和地震纵波中出现坍塌。建筑重建带来大量的浪费, 解决建筑的承重能力和抗震性能的问题应成为低碳环保建筑考虑的重要问题。此外要对砖瓦建筑进行修缮和改建也是一件非常困难和耗能的事情。砖瓦等建筑材料的开采、烧制加工、运输等均要耗用大量的能量, 会带来相当程度的碳排放。

而木结构建筑的设计布置灵活、抗震性能好, 而新型低碳环保木结构的防潮性、防火性、耐久性优越的研究结论[1], 更是一改大家对木材作为建筑材料的偏见。木结构易于改造和维修, 并且再生和可持续发展[2]。现代木结构建筑可以大量采用玻璃纤维、泡沫塑料、石膏墙板等辅助材料, 故而能像砖瓦结构建筑一样有良好的隔音、防火、保暖功能。木结构建筑要比砖瓦结构建筑搭建更为方便, 施工周期短。不仅在建造和使用中要比砖瓦结构节省能源和水, 更是将大量的碳元素以固体碳的形式固定下来几十年甚至数百年。

2.2 洞穴建筑与木结构建筑比较

洞穴建筑起始于自然山洞, 是人类建筑的原型之一。人类受到启发后, 用粗陋的工具在地面挖掘人工洞穴, 渐渐由全洞穴走向半洞穴, 最后逐渐在地面营造各种房屋。中国西北地区的窑洞就是穴居的延续和发展。它不需要建筑师的神奇建筑, 并且“冬暖夏凉”, 既省材料又省工钱[3]。从这一点来看, 洞穴建筑可以算得上倡导低碳节能的不错选择。但是, 洞穴建筑的修建极大的受到地理条件的限制, 且不利于解决采光和通风的问题。长时间在洞穴居住会威胁人的健康。

与洞穴建筑比较, 木结构建筑受地理条件的限制很小, 不论是丛山峻岭之上, 还是江河湖泊之滨都可修建木结构建筑。木结构建筑适应于各种气候条件、具有天然的调节温度的特性, 能吸附空气中有害物质, 让空气自然清新。部分木材具有天然的抗虫性, 能有效防止蚊虫, 让建筑更加宜居。

2.3 高层钢筋混凝土建筑与木结构建筑

高层钢筋混凝土建筑从原料生产、建筑施工到建筑物废弃的过程中, 砖和混凝土等材料既不可自然再生又不可回收利用, 与木材、金属、玻璃、石材等材料相比, 是最不生态的材料。[4]砖的生产制造过程中不但要消耗大量的黏土, 还要消耗大量的燃料, 尤其是过去的青砖, 需要烧掉大量的柴火。混凝土的生产需要消耗大量的自然资源和能源, 生产过程中对空气和水体造成严重的污染, 在建筑建造过程中埋入地下的混凝土会严重碱化周边的土地, 导致周围植物死亡。更重要的是, 这种建筑废弃之后砖渣不能再回到自然, 也根本不能回收利用, 给地球环境带来很大的压力。而木结构建筑根本不存在类似问题, 从材料来源和建筑废弃过程来看木结构建筑是很好的低碳环保建筑。

3. 现代木结构建筑的低碳施工

与传统木结构建筑不同的是, 现代木结构建筑已经大量使用木质纤维板、刨花板、细木工板和强化木为原木的代用木, 与传统木结构相比木材的利用率更高。此外, 现代木结构建筑不再只是从建筑尺度、屋面做法和建筑装饰等方面进行建筑设计与施工的思考。而更多的考虑建筑使用寿命、建造施工过程的低碳、建造材料的环保性、节能性以及使用时的抗震性和防火性等问题[5]。保证了现代木结构建筑在使用过程中保温、隔热及减噪, 从而减少了相应的取暖、制冷等使用过程中的能源投入, 保证了使用中的低碳环保。以美、日、加三国的现代木结构为例:

3.1 美制木结构施工

目前世界上大部分有关木结构的研究都是在由美国的相关机构完成的 (小部分由加拿大完成) , 他们制定木结构住宅的技术规范, 研究材料性能的检测手段, 并申请相关领域的系列专利。美制木结构住宅的优点是很多的[6]。首先, 因为木结构住宅的建造过程是“干作业”即主要由木工完成, 在施工中它可以做到施工误差小、精度高、污染小。木结构采用的设计原理是六面体“箱式”几何结构, 从力学角度来研究, 它有超强的稳定性来抗击外力, 所以美国木结构住宅抗震性能相当突出。此外, 如图1所示, 美制木结构住宅使用木材为结构用材, 具有配套材料和部件的技术合理性、产业化程度高及施工工艺先进等特点, 因而保证了美制木结构住宅在透气性、无线信号及磁场穿透性、节能环保及防潮方面;在坚固耐用、配置齐全方面;在局部翻新、置换和改造方面, 都具有传统砖混结构住宅无法比拟的优越性[7]。

3.2 日式木结构施工

日本同中国一样, 传统建筑都是以榫卯为主要连接方式的木结构建筑, 日本的木建筑有着深厚的技术和艺术底蕴。当今日本木结构建筑是在继承了传统木结构建筑技术和艺术的基础上发展起来的[8]。在1995年日本阪神大地震之后日式木结构进入转变期, 越发注重木质结构建筑的抗震性能, 并开始积极考虑地球环境问题。日本现代木结构建筑常见的构造方法有由梁柱结构发展而来的轴组工法、以借鉴北美结构的框组壁工法 (2×4工法) 以及在北美的基础上改进的木质板式结构等三个主要种类 (图2) , 其中轴组工法占到市场的76%左右, 框组壁工法占比21%, 木质板式结构仅约占3%。[9]

当代日本木结构建筑中木材开始同钢材、玻璃等材料混合使用, 以克服木材在构造上和技术上的弱点。现代木结构中已不在单纯的使用榫卯结构为唯一的连接方式, 而是在榫卯的基础上运用金属连接件进行连接。这样在保证木结构强度的前提下更加节省原材料。日本木结构建筑同样具有施工周期短、隔声性能好、施工环境友好、坚固耐用低碳环保的特点。

3.3 加拿大木结构施工

加拿大具有大面积的森林, 为发展木结构建筑提供了保障, 这种可再生的木质材料适于营建我们最适宜的环保居住环境。加大拿木结构建筑大致采用最基本的形式——平台框架[10]。它是将每层楼层搁栅钉置在下层墙板的顶梁板上。木制承重墙和隔墙则钉置在露面底板的结构上。使上下层墙体分成独立的结构单元, 这种结构形式为墙体的预制加工提供了条件。平台框架结构系统也为木结构住宅向定型化、构件化、标准化、预制化方向发展创造了条件。

就地取材的加拿大住宅多采用木结构、木装修、混凝土地基[11]。屋面防水材料主要采用油毡瓦、木板瓦及陶瓦。油毡瓦色彩丰富、质轻、使用寿命长, 故使用较多。外墙装修材料有砖石、抹灰及木板等。住宅内部隔墙多采用纸面石膏板、表面油漆或贴墙纸。为取得良好的隔音、保温效果, 隔板及隔墙内添加了隔音及保温材料。室内地面多铺设地毯, 也有的采用拼花木地板。浴室、卫生间及厨房内则多用塑料铺块或瓷砖铺地。

加拿大木产品解决了人们在室内因为混浊气体引起的呼吸道疾病, 并且已被认证是绝不含甲醛的优质产品, 这种木制产品对环境威胁大为减少, 受到世界瞩目。

4. 低碳环保型木结构建筑的发展前景

在当前建筑节能与减排理念的推动下, 我国发展低碳环保型木结构建筑拥有巨大的空间[12]。经济的快速增长和城市化进程的不断推进, 为能源资源带来了前所未有的压力。而在我国新建建筑中, 高能耗建材、高能耗建筑非常普遍, 建筑节能减排迫在眉睫。木结构建筑以低碳、生态、环保、循环利用等多项节能减排优势, 被政府、开发商、休闲旅游景区、市政工程大量使用和广泛推崇。此外, 木结构建筑还拥有施工快捷、抗震防灾、保温防潮、美观自然等诸多优势, 将成为建筑行业进一步提高人们生活品质的理想选择。

结束语

通过对各个国家木结构建筑的研究分析及木结构建筑和其他结构建筑的比较, 说明现代木结构建筑在低碳环保方面要强于其他结构建筑。在全球气候变化的大背景下, 各国政府提倡绿色建筑、促进低碳经济发展, 人们注重低碳、环保。从长远来看, 低碳环保型木结构建筑顺应时代的需要, 必将获得长足的发展。

参考文献

[1]于群, 杨晓慧.木结构建筑的回归与发展[J].沈阳大学学报, 2004 (6) :81-82.

[2]曾桢.木结构的回归——谈木结构建筑的现代化发展[D].四川美术学院, 2007.

[3]张锦.论人类“洞穴情结”与现代建筑空间[J].美术大观, 2009 (12) .

[4]柳肃.古建筑设计[M].武汉:华中科技大学出版社, 2009.

[5]罗靓, 刘本玉, 牛钲昊.木结构建筑的结构体系及其抗震性能研究[J].工业建筑, 2010.

[6]毛林海, 周艳.北美轻型木结构适宜中国生态建筑[J].建设科技, 2008 (15) .

[7]聂圣哲.美制木结构住宅导论[M].2011.

[8]林巧琴.当代木建筑实例——日本当代木建筑[J].森林与人类, 2008 (04) .

[9]建築思潮研究所.木構造―伝統構法を基本に考える現代木構造[G].日本:建築資料研究社, 1997.

[10]潘东辉.加拿大木结构住宅的结构与施工[J].住宅科技, 2003 (09) .

[11]加拿大房屋的结构特点[J].中国住宅设施, 2010 (03) .

西方建筑结构技术与建筑形式 第11篇

【关键词】建筑；结构技术；建筑形式

建筑，随着社会的发展而变化。每一个新建筑呈现我们眼前时，引起人们注意的是建筑的外在的结构。在普通人对于无关自己的建筑评价往往局限于建筑外在的形式。建筑物本身最基础包含是功能性、技术性和艺术性，三者是作为一个系统而存在，而非孤立的局部的。

建筑结构是指将建筑物自身及其在使用中所产生的荷载传递给地基的一种设施。古往今来人类就是在不断的利用新材料创、新工艺铸造新的建筑形式。

中西方传统建筑材料都为土、木、石，因为文化、地域的差异，中国式建筑以木为主，西方的建筑则更多的是以石为主，中国人是将石与土用于建造基座和墙体，西方人则是将木用于屋顶上，这就使得中西方建筑有着各自不同的特点，现主要对西方建筑结构进行表述。

建筑的发展经历一下阶段：

1.原始社会的建筑

原始社会的建筑形式以保障人类基本生活的需求为主，如利用地形、植物、动物皮建造穴居、巢居、帐篷屋等。

2.奴隶社会的建筑

进入奴隶社会后，人类征服自然和改造自然的能力都变强，建筑的类型、规模、形式都随之发生变化。

在古埃及和古希腊时期，人们除日常居住外，最典型的建筑就是神庙和陵墓，主要建筑材料为石材，建筑的结构形式是梁柱体系。两个同为梁柱体系的古国，因地域文化的不同，希腊人将梁柱结构发展到美学角度，如古典的三柱式、女像柱，两种典型的以石材作为基本材料的梁柱体系。由于石材本身的力学性能所限，埃及、希腊的古建筑的柱距比较小，导致建筑内部空间不是很大，通常希腊人会选择利用对外部进行装饰，例如雕刻；埃及人则将内部狭小空间的更加神秘化。

在古罗马文化时期，在各种文化的融合和碰撞下，逐渐形成了罗马典型拱券结构。随着新建筑材料的运用到建筑中，混凝土给了拱形结构新的发展空间，使人们解决大跨度屋盖的难题，建筑空间也由狭小、单元化变成了连续、复合性，获得新的较大的人类活动的室内空间。欧洲的建筑形式可以说是光荣属于希腊、伟大属于罗马，希腊和罗马开创欧洲建筑形式的先河，欧洲在继承与发展中，结构技术的创新领先于建筑形式的创新。。罗马的建筑是在希腊建筑的基础上发展起来的，尤其是柱式结构的运用。虽然罗马的柱式已经没有了原来希腊柱式结构上的意义，首先这种三柱式结构已经转化成壁柱，变成一种装饰，例如古罗马五柱式，柱式已经成为了壁柱，成为一种装饰；第二由于罗马建筑的空间、建筑的层数的变化，又使希腊的女神柱，又在罗马发展成为券柱式、连续券、巨柱式等多种形式。

3.中世纪的建筑

在神学统治的中世纪欧洲社会，教堂成为建筑的主流。将建筑设定为与神沟通的介体。最典型的为哥特时期的建筑，尖顶高耸的向上指上苍，使哥特建筑的神性的神秘感。

中世纪结构技术的发展，在继承了罗马的十字拱的技术的基础上，将罗马的十字拱发展成为四分类骨拱，同时将单圆心的拱变成双圆心的拱形成了框架式的双圆心的尖拱，同时拱顶所产生的侧推力由新力学构件飞扶壁传到外侧的横墙上，这样整个结构体系就变成了框架整个的受力过程屋顶的荷载传递给尖的肋骨拱—柱子（竖向的力）—基础—地基完成，而拱所产生的水平向的推力传到侧墙—传到基础—地基。这时配合肋骨拱柱子也形成了束柱的形式，摆脱了古典的柱式，达到中世纪哥特式教堂的结构与形式的完美结合。

4.资本萌芽与绝对君权时期的建筑

文艺复兴造就了这一时期的建筑艺术形式，巴洛克建筑便在这段历史时期风靡一时，这一时期的设计师热衷与对古典文化建筑模仿，但是形成的原因是形式主义的已经走入到了末端，人们在不改变结构的情况下，已经无法创造出新的形式，只能做些表面的功夫，这从巴洛克建筑的发展过程就可以看出来，因为早期的巴洛克建筑是对古典建筑的模仿，创新到晚期的巴洛克建筑的推器繁琐变形。

1860年英国资产阶级革命以后，建筑界因新的建筑材料的出现，给建筑的发展带来了新的活力。所谓的新的材料就是由机械化制造的人工材料，由质地纯正的、经实验鉴定的、用一定原材料生产制造出来的，最终的表现是一米厚墙上的天然优质石头被轻质的煤渣空心薄墙壁取代。由于这种新的建筑材料的出现，由此带来了建筑形式的新变化，并大量应用在新兴建筑上。这里值得一提的是钢和钢筋混凝土的发展，对现代建筑有着极重要的意义。当然作为附属材料的合成树脂、塑料、金属等的普遍运用，及由玻璃纤维等作为增强剂制成的复合建筑材料的发展，也为提高了建筑的审美感受。

5.现代建筑形式的迅猛发展

数字化信息时代的今天，建筑材料将变得更加丰富、更加复杂。

现代建筑的经典作品中，不少是新科技、新材料的使用产生的建筑形式美。采用玻璃墙的西柏林新国家美术馆，虽然依旧是表现了古典神庙的气氛，但是与古典庙堂截然不同的是它所使用的材料—钢材而非石料，于是建筑以相似的形式给人以完全不同的审美感受。采用光电幕墙技术的英国利物浦基础物理研究院、德国哈姆尔城市大厦满足了恶劣天气对幕墙的所有要求，也满足建筑的物理需求，比如阻燃、保暖、隔热等，而且可以把光能转换成电能。光电幕墙加装了光电模板后，可代替抛光的自然建材，并且在光电幕墙的生产、使用直至报废都可以实现对环境的无污染。光电板成分中没有有毒物质，不会在建筑物起火时出现任何诸如释放有毒气体等危险。而采用气凝胶玻璃板的巴伐利亚的建筑事务所可以使日光均匀分布于更大进深的室内，而且有效地避免了眩光。

集成技术用于建筑材料是数字化信息时代材料科学发展的基本趋势，在建筑材料集中了多种功能，建筑形式也将发生相应的变化，建筑外墙形式变得更加轻盈、通透，整个建筑形式也跟随着发生了变化，给人以一种全轻质、高强和多功能的建筑材料所带来的必然是灵活多样，构造精致的建筑形式。

6.结论

文化，技术的作用下，结构技术影响了建筑形式，在建筑中的展现的技术的发展趋势与技术本身的发展并非同步的，且在建筑中各类技术相互结合的程度也不同，在对建筑的形式的决定作用中所占比例也不尽相同。数字化技术将领导建筑领域的新的发展，建筑形式内所包含技术内容将有更大发展空间，更新的频率也更快。如何将最新的科学技术和最先进的生产力运用到建筑中，将成为建筑发展的大方向。

高层建筑结构转换层结构选择 第12篇

一、多功能综合性高层建筑结构体系的特点

从建筑使用功能而言, 在设计中, 通常将大柱网的购物商场、餐厅、娱乐设施设于多功能综合性高层建筑的下层部分, 而将较小柱网、较小开间的住宅、公寓、旅馆、办公功能的建筑设于中、上层部分。这种建筑使用功能的特点相应决定了多功能综合性高层建筑结构体系的特点。由于不同建筑使用功能要求不同的空间划分布置, 相应地, 要求不同的结构形式, 如何将它们之间通过合理地转换过渡, 沿竖向组合在一起, 就成为多功能综合性高层建筑结构体系的关键技术。这对高层建筑结构设计提出了新的问题, 需要设置一种称为“转换层”的结构形式, 来完成上下不同柱网、不同开间、不同结构形式的转换。结构上的转换层概念, 主要是指在整个建筑结构体系中, 合理解决竖向结构的突变性转化和平面的连续性变化的结构单元体系。它在主要满足结构安全功能要求的同时, 多数情况下解决一些特殊技术性建筑功能要求。比如在结构转换层空间内布置管道、设备等等。这种转换层广泛应用于剪力墙结构及框架—剪力墙等结构体系中。

二、转换层的类型及其工程实例

按照不同的结构转换功能, 转换层可分为三种类型:

1. 高层建筑上层与下层的结构形式不同, 通过转换层完成上层至下层的变化。

例如, 北京南洋饭店, 地面以上24层, 总高度为85m。第1~4层为框架结构, 第6层以上为剪力墙结构, 第5层为转换层, 剪力墙的托梁高度为4.5m, 底层柱最大直径为1.6m。

2. 高层建筑上层与下层的结构形式不变, 但通过转换层完成其从上层到下层不同柱网轴线布置的变化。

例如, 香港新鸿基中心, 51层, 总高度为178.6m, 筒中筒结构体系。1~4层为大空间商业用房, 5层以上为办公楼。外框筒柱距为2.4m, 为解决底层大柱网入口处上、下不同结构柱网轴线的转换, 采用截面尺寸为2.0m×5.5m的预应力混凝土大梁, 将下层柱距扩大为16.8m和12m。

3. 通过转换层同时完成高层建筑上层与下层结构形式与柱网轴线布置的变化。

例如, 香港Harber Road Development大厦, 49层, 总高度为180m。上层为小柱距框筒结构, 通过预应力混凝土大梁的转换, 将下层柱距扩大为9.6m和12m。

三、内部结构采用的转换层结构形式

为实现高层建筑内部上、下层结构形式与柱网的变化, 可以用以下的结构转换形式。

1. 梁式转换。

由于它受力明确, 设计与施工简单, 一般用于上层为剪力墙结构, 下层为框架结构的转换。当纵、横向同时需要转换时, 可采用双向梁布置的转换方式。前述的北京南洋饭店, 就是采用梁式转换层。

2. 板式转换层。

当上、下柱网、轴线有较大错位, 不便用梁式转换层时, 可以采用板式转换方式。板的厚度一般很大, 以形成厚板式承台转换层。它的下层柱网可以灵活布置, 不必严格与上层结构对齐, 但板很厚, 自重很大, 材料用量很多。

3. 箱式转换层。

当需要从上层向更大跨度的下层进行转换时, 若采用梁式或板式转换层已不能解决问题, 这种情况下, 可以采用箱式转换层。它很像箱形基础, 也可看成是由上、下层较厚的楼板与单向托梁、双向托梁共同组成, 具有很大的整体空间刚度, 能够胜任较大跨度、较大空间、较大荷载的转换。

4. 桁架式转换层。

这种形式的转换层受力合理明确, 构造简单, 自重较轻, 材料节省, 能适应较大跨度的转换, 虽比箱式转换层的整体空间刚度相对较小, 但比箱式转换层少占空间。

5. 空腹桁架式转换层。

这种形式的转换层与桁架式转换层的优点相似, 但空腹桁架式转换层的杆系都是水平、垂直的, 而桁架式转换层则具有斜撑竿。

四、外围结构采用的转换层结构形式

前述转换层结构形式主要用于内部结构的上、下层转换。对于外围结构, 往往由于建筑功能的需要在底部扩大柱距, 一般采用梁式转换、桁架式转换、墙式转换、间接式转换、合柱式转换、拱式转换等。以下介绍两种形式的结构转换。

1. V形柱式结构转换。

重庆银星商城, 总建筑面积49800m2, 地上28层, 总高度101.2m, 为商住、商贸综合楼, 1~9层为商场, 基本柱网为7.80m×7.80m及7.80m×9.30m, 第10层为技术层及物业管理, 第11~26层为住宅, 第27层及第28层为电梯技术间及水箱间。由于上部住宅的柱网、轴线与下部商场不能完全重合, 对前述的转换层结构形式都不适合该工程的特点, 而且材料用量及造价均较高。后来在第9层与第10层利用两层空间设置了4根V形柱来完成结构转换。

在该设计中V形柱占据两层空间。其斜度为1/5.3, 在上面一层为两肢对称的斜柱, 到下面一层合成为实腹的倒梯形状, 双斜柱的截面积之和不小于下面倒梯形柱的截面积。在斜柱的顶部用拉梁互相联结, 同时在斜柱的外跨框架梁采取加腋措施。

2. 斜柱式结构转换。

沈阳华利广场大厦, 33层, 总高度115m, 框架-核心筒结构体系。7层以上用作写字间、公寓, 环绕圆形核筒设有16根走廊柱, 目的是为了减小呈辐射状平面布置的主梁的跨度, 并相应减小层高, 然而, 在7层以下, 这16根环状布置的柱对商场的布置是不需要的, 应予去除, 这就构成了上、下层结构转换的问题。

在设计中, 采用了斜柱双环转换结构。将转换层以上16根环状平面布置的竖直柱, 在两层楼高范围内, 一律向核心筒方向转折, 最终予核心筒相交。这16根斜柱内力的水平分量主要由核心筒外的圆环形楼板来承受。在斜柱顶部的楼层梁板出现环向拉力, 在斜柱底靠近核心筒的楼层梁板则出现环向压力。于是, 相应分别在斜柱顶与斜柱底设置了抗拉环梁与抗压环梁, 在设计中将环梁、楼板、斜柱顶主环梁的中心置于同一水平面上。