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    現代木結構的設計

    發布時間:2020-03-21 10:18:26人氣:
    1.現代木結構的建筑類型有哪些?
    一種是梁柱式結構(重木結構),另外還有輕木通柱式結構(始于1830年)和輕木現代平臺結構(始于1850年)。
     
     
    2.木結構建筑外墻木材一般使用哪種?
    在木結構建筑中,使用最為廣泛的外墻木掛板材料是西部紅柏,又叫紅雪松。其是一種含有天然萃取物,無需再防腐和壓力處理,可以保護木材不受昆蟲及真菌、白蟻的侵襲和腐蝕,穩定性極佳,使用期限長,不易變形的適合戶外用木材??捎糜诼杜_、陽臺、鋪設園林小徑、涼亭、戶外樓梯、柵欄、花架、游泳池四周地面和海岸平臺等。對環境不會造成污染,用于特別干燥或特別潮濕的環境中,使用年限可長達30—50年,是高品質的天然防腐木。當然西部紅柏也可用于室內,由于尺寸的穩定性,適用于高濕度的環境,桑拿房浴室和廚房。由于紅雪松清淡的香氣,遇水愈濃,在使用過程中能抑制真菌、霉菌等日常細菌。用于制作櫥柜、衣柜等可防蟑螂、蛀蟲。在全球市場深受歡迎。對作為外裝材料的木材來說,最大的問題是紫外線,長時間暴露在太陽輻射下,木材的顏色會逐漸變灰。所以我們在選擇油漆時,盡可能不要選擇水性透明漆,因為這樣的油漆很難阻難紫外線對木材的損害。盡可能要使用帶深色可防紫外線的油漆。除此以外,定期維護也是必不可少的。
     
     
    3.什么是輕型木結構體系?
    輕型木結構是指用規格材及木基結構板材或石膏板制作的木構架墻體、樓板和屋蓋系統成的單層或多層建筑結構。目前輕型木結構建筑在中國常用于單戶或2至3層的多戶式住宅商業建筑、公共建筑或部分工業建筑。輕型木結構建筑的基礎通常為混凝土基礎,一層樓板為木樓板或混凝土樓板,以一層樓板為平臺建造一層墻體,然后以此類推。輕型木結構建筑在屋蓋和墻體空間填充保溫材料以達到良好的保溫效果。屋面和墻面鋪設防水材料以滿足防水、防潮要求。輕型木結構建筑室內墻板采用石膏板以滿足防火要求,外墻外側面可選用涂料、掛板、貼磚等多種外飾面材料。輕型木結構采用小尺寸規格材和釘連接,多條荷載傳遞通路使其具有較高的結構安全冗余度,在地震和強風作用下結構安全性能高。輕型木結構建筑在中國僅限于3層以下單戶或多戶式住宅,但在歐美國家常見于5至6層住宅。
     
     
    4.什么是重型木結構體系?
    重型木結構體系就是相對輕型木結構體系而言的另外一種木結構建筑體系。主要是采用工程木材料比如膠合木,復合工程木等作為主要承重構件,采用梁柱體系的建造方法。主要用于一些需要大跨度,大體量的大型公共建筑比如圖書館,火車站,體育館,大型會所等。
     
     
    5.現代木結構建筑可以造到多高?
    輕型木結構理論上可以建造到9層左右,目前加拿大卑詩省以及美國部分州都允許輕型木結構建造到6層。而且通過使用工程木材如CLT,現代木結構甚至可以建造到10層以上。事實上,我國的應縣木塔的高度已經達到20層樓的高度。
     
     
    6.目前最高的木結構建筑有多高?
    目前最高的現代木結構建筑位于英國,是一棟9層高的全木結構公寓樓。加拿大卑詩省正籌劃建造一棟13層的全木結構辦公樓,目前在設計階段。
     
     
    7.木結構建筑在國外普及程度如何?
    在北美超過95%以上的低層住宅采用輕型木結構,一般中小型的公共建筑大多也采用輕型或重型木結構,可以說在北美除了少數高層建筑外,木結構形式比比皆是。而在地震多發地區國家如日本,新西蘭,智利等,木結構的普及比例也相當之高。另外在北歐國家因為有著建造木結構建筑的文化,木建筑的比例非常高。
     
     
    8.木結構如何用于住宅建筑?
    木材用于住宅建筑中,從地基到框架結構,從框架系統到屋面桁架,從地板到家具再到外部覆層和室內裝修及櫥柜。每到一處,木材都置身于其中。木材被視為獨戶家庭房屋品質甚至奢華程度的標志。木地板增添房屋的亮麗與溫馨。比起地毯來說,木地板更易保持清潔,不吸引灰塵不藏納螨蟲。在室外,恰如其分的木制裝修,如樓梯,欄桿,面板和板條圍欄可以耐用多年,且增添美感和具有增值作用。聯排式住宅(Townhouse),公寓樓,私人住宅常常使用木結構框架,木結構地面,木結構屋面和木結構樓梯。具有創造性的外部產品,諸如:山墻,立柱,欄桿,花棚架,屋頂托架和涼棚,這些都增添建筑藝術的魅力和增加市場價值。
     
     
    9.木結構如何用于商業建筑?
    只有木材作為建筑材料才能盡顯其自然美,透著溫馨和諧及增加市場價值。它可以創造出一種以建筑藝術來表達公司的狀況,商店的獨特零售環境和餐廳的別樣環境。大木梁,木窗框,木地板,鑲板和櫥柜經常能夠創造出生動的驚人的商業空間。對于小寫字樓,倉庫和其它商業建筑,木材也不失為一種好的選擇。組合式木建筑可在頃刻間組裝起來能夠制作出大而復雜的木制結構如工廠和倉庫。工業建筑尤其適合于這種屋面結構重復的系統。
    卑詩省的木材,工程木制品最新進展表現了超強的結構強度,考慮用在有重載的地方,如有工廠起重設備。
     
     
    10.木結構如何用于公共和娛樂建筑?
    經濟,安全和多功能性使木材對任何公共建筑來說都是最好的選擇無論從娛樂中心到音樂廳,還是從學校到客運站,木材都以其經久耐用和堅固實用而用于人流較多使用頻率高的建筑,且能夠給人們在任何預算內提供視覺享受。大跨度的娛樂中心,室內游泳池,社區禮堂和會議室,高校建筑甚至學校的走廊及體育館的建設正增加使用重木結構,給人們呈現出賞心悅目及舒適感覺,并長期使用。許多新的公共交通項目,如快速中轉站,機場,汽車站,都設計有大型的頂棚和雨篷,皆受益于工程木制品中的產品,如:大跨度膠合木梁和定向刨花板(OSB)。木材的性能在極端條件下如颶風和地震,和其它建材一樣甚至好于其它建材。這是公共建筑的一個重要考慮。
     
     
    11.現代木結構建筑如何抗震?
    木結構建筑天生具有良好的抗震性能,我們的許多廟宇塔樓都經歷的數次地震搖晃還能夠屹立不倒便是例證。而現代木結構除了具有自重輕等傳統木結構具有的抗震優勢之外,其連接處采用了更為牢固的金屬連接件,而且現代木結構在設計階段就充分考慮了不同地區的地震烈度指標,通過電腦和工程計算,能夠確保更完美的抗震性能。
     
     
    12.可用于現代木結構建筑設計的常用軟件有哪些?
    在現代木結構技術普遍且發達的西方國家,有專業的軟件公司開發并維護專門用于設計輕型和重型木結構的軟件。這些軟件可以做到建筑設計和結構設計一體化。還有專門的公司開發了針對比較復雜的輕型木桁架設計軟件,比如澳洲的Mitek和美國ITW。由于目前這些軟件都沒有經過國內相關部門的認證,所以在行業內這些軟件主要還是輔助設計師進行建筑和結構設計。
     
     
    13.現代木結構中的釘連接是指?
    木結構的連接形式很多,有特定的木與木的連接,如斗拱、榫卯、齒和銷等;而現代木結構尤其是輕型木結構中更多的則是通過鋼板及螺栓、釘、銷等將木結構連系起來。北美木結構中常常用到的主要是金屬材質連接件。在木結構中,最常用到的連接形式即為釘連接和螺栓連接。其作用原理是相同的,都是利用孔壁的擠壓作用造成的摩擦原理,鞏固住連接構件。而這兩種連接件主要承受剪力作用。
     
     
    14.現代木結構中的齒板連接是指?
    齒板連接主要用于輕型木結構建筑中規格材制成的輕型木桁架節點連接。輕型木桁架是北美輕型木結構體系中屋架體系的主要結構形式。其特點是支撐形式靈活,桁架間距較密,通常小于600 mm。在桁架連接處應用齒板,可以較快的進行桁架中各弦的定位。即在工廠
    中拼裝好一品桁架后,將桁架平放,同時用專門的壓力機將齒板直接壓入桁架中各條弦之間的連接處。齒板連接其最大的優點是提高了施工效率,保持了木材的完整性。同時齒板作為連接件,與木材之間表現較好的協同作用,塑性性能良好。
     
     
    15.現代木結構中的掛鉤連接是指?梁托
    掛鉤連接是北美輕型木結構體系中,主梁與次梁,縫邊梁與主梁連接所普遍采用的金屬連接件。其正面用釘與主梁連接,側面用釘與次梁連接??梢詫崿F對豎向荷載的傳遞。掛鉤件主要有頂部有釘和頂部無釘兩種形式。
     
     
    16.現代木結構中的裂環連接是指?
    裂環連接主要用于木構件之間的抗剪連接。相連的木構件表面挖成深度為裂環高度一半的環形槽齒,然后將裂環嵌入兩邊的環槽中,用螺栓或方頭螺釘等將兩個木構件連接成整體。其原理為:擴大了木材的承壓面,同時裂環連接點對木材受力面積削弱較小,充分利用了木材的承載能力。受力時作用機理主要是靠裂環和螺栓抗剪、木材承壓或者受剪來傳力。裂環件主要用于膠合木施工或重木結構體系中。其抗剪承載力大大超過釘連接及螺栓連接。但裂環和螺栓的強度都較高,構件端部木材抗剪撕裂的幾率較大。節點處脆性破壞的概率
    也較上兩種連接形式大。
     
     
    17.木結構建筑如何防止白蟻?防白蟻措施
    ?(1)施工場地中需清除土壤中所有掩埋的樹樁、樹枝及其它材料,及時清理地表在施工過程中產生的一切有機廢棄物。
    ?(2)建筑區域土壤中采用專用的滅蟻劑,按照滅蟻劑使用說明進行處理,并避免因雨水等原因造成滅蟻劑配比濃度的稀釋。
    ?(3)鋼筋混凝土基礎或底板上的各種管道及管線等穿孔處應采用金屬、塑料等物理屏障加以防護,避免白蟻進入。
    ?(4)如2中所述,經過防腐處理的基礎墊木及外墻不會受到白蟻的任何侵蝕。
     
     
    在一些地區,像白蟻,木蟻和粉蠹這樣的害蟲會對任何建筑都造成問題。通過防控害蟲的技術,方法和產品,甚至在白蟻最易發生區,木框架結構的建筑仍然是可行的選擇。在有白蟻出現危險的地區,無論建筑的大小和其結構類型,應謹慎地采取預防措施。白蟻群會在雨水產生的濕氣中生存。經過鋅硼酸處理過的產品如定向刨花板,護墻板和纖維素保溫板以及經過鈉硼酸處理過的規格材都能夠抵抗白蟻。硼酸處理過的木材很適合作框架結構
    材,因為它是無害于健康的化學制品,它所含的毒素小于精鹽,且對付白蟻很有效。加拿大的一些樹種能抵抗白蟻,如西部紅柏和黃檜。它們可以用于室內裝飾和裝置物。適當時,它們還可以被用來代替防腐木材。
     
     
    18.木結構的防雷如何設計?
    木結構建筑的防雷設計,除應滿足現行國家標準《建筑防雷設計規范》GB50057的相關規定外,還應滿足下列要求:
    (1) 木結構建筑的防雷等級可根據其重要性、使用性質、發生雷電事故的可能性和后果劃分;
    (2) 木結構建筑宜采用裝設在屋頂的避雷網(帶)作為防直擊雷的接閃器,突出屋面的所有金屬構件均應與防雷裝置可靠焊接;
    (3) 引下線應沿木結構建筑外墻明卡敷設,并應在距室外地面上1.8 m 處設置斷接卡,連接板處宜有明顯標志;
    (4) 地面上1.7 m 以下至地面下0.3 m 的一段接地線應采取改性塑料管或橡膠管等進行保護;
    (5) 室內電纜、導線與防雷引下線之間的距離不應小于2 m。
     
     
    19.室外木地板與地面的連接方法有哪些?
    木地板與地面的連接方法有很多種,可以根據不同的環境和意圖采用不同的方法,下面做個簡單的介紹。
    方法一:木地板表面可以看到螺絲釘的方法:首先在整平的水泥地面上預先埋好木契,將龍骨固定在木契上,最后將木地板的面板用防水螺絲固定在龍骨上。這個方法鋪設地板十分簡便,地板固定后的堅固程度非??煽?。
    方法二:木地板表面看不到螺絲釘的方法:首先在整平的水泥地面上預先埋好龍骨,然后
    在木地板面板的朝地面,與預埋龍骨相應的位置兩側分別固定兩根龍骨,這時螺絲釘是從龍骨向地板面方向固定。然后將地板面反轉與水泥地面的龍骨相嵌合。這時地板表面就看不到螺絲釘了。最后在地板外側從側面將地面龍骨與地板面龍骨固定。地板與地面就形成了一個統一的整體。這種方法的缺點是增加了龍骨用量,地板造價稍有提高。
    方法三:地板模塊拼接法:首先將地板面板制作成地板模塊,整平地面,然后直接將模塊鋪設在地面上。這種方法極為簡便,但由于沒有與地面固定,所以一般在家庭或較為封閉的環境中使用為好,否則容易丟失。
     
     
    20.相同大小的混凝土項目和木結構項目在基礎體量上有什么區別?
    相同大小的混凝土和木結構在自身重量上,木結構項目的是混凝土的1/6,基礎的體量大小與上部荷載有著直接的關系,當上部荷載比較小時,基礎的體量也可以做相應的調整。前國內對于木結構的基礎沒有相應的規范,所以只能按照混凝土基礎的規范要求來做,但我們相信,在不久的未來,當規范做出調整時,木結構項目的基礎造價將大大節省項目的總預算。
     
     
     
     
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