扬州市广陵区园林管理处五层木结构办公楼文献综述
2020-04-17 16:55:04
文 献 综 述
引言:与传统的钢筋混凝土结构相比,木结构具有高效,环保,清洁,耐久等优点,本文对新型可装配式木结构的性能进行了分析,并与钢筋混凝土,砌体等其他类型结构作对比,参考相关文献资料得出应用装配式结构在抗震、施工、节能、舒适、环保方面的优越性。相较于国外可装配式木结构的大量运用,如美国每年建造的150万栋房屋,70%用木材建造,我国木结构建筑一直被排除在主流建筑之外,而木材是极少数环保且可再生的建筑材料,因此,在我国研究新型可装配式木结构尤为重要。相较于目前的传统结构,木结构在抗震、施工、节能、舒适、环保等方面具有得天独厚的优性。#160;
一、木结构的建筑设计
#160; 木结构建筑有设计灵活、建筑工期短、易于整修等诸多优势。可能普通人会认为木制房屋轻巧美观有余,结实后重不足,因此会影响到房屋的使用寿命。实际上,现代技术有效地解决了木结构防火、抗震、抗风、隔音和防虫、防腐的问题,使得木结构建筑的使用寿命也更加延长,可达到50-200年。同时,其稳固性也相当好。具介绍,在日本1995年神户大地震中,保留下来的房屋大部分是木结构房屋。 在普通人的印象中,木结构住宅只适用于别墅的建造。因此在中国这样一个人均土地占有面积非常有限的国家,推广木结构就面临了一定的难题。但实际上,木结构建筑并不是只适合单户住宅,多户住宅也能够应用木结构建筑。据悉,加拿大木业协会目前正与中国政府合作引进混合结构技术,既在木结构中运用了混凝土、钢材等其他建筑材料。将木结构与中国现行的建筑方式结合,这种结合提升了建筑节能性和舒适性,同时能够满足四层及四层以上建筑的需求,为木结构进入中国多户住宅房产提供了契机。
二、木结构的结构设计
#160; 木结构房屋在地震中有很好的生命安全性能,木结构房屋采用榫接建造,主结构交错连接,具有很好的稳定性。作为一种结构材料,木材的抗震性能明显优于其它材料。木材轻质高强,因而地面加速度在木建筑物上所产生的能量没有其它建筑物大。木框架系统的另一个额外优势是其柔韧优于其它材料,可以吸收并消散能量。在这种建筑中,木构件细小、尺寸规范、间隔紧密。大多数的框架由三个部分组成:构成墙壁骨架的垂直墙骨;构成楼板的水平搁栅;以及支撑屋顶的橡木或衍架。当墙由斜撑木板或轻质木基板材而形成墙覆面板时,它具有了侧向抵抗力,并进而形成了一个剪力墙系统#8212;#8212;轻质、高强、且建造效率高。所有部件共同支撑建筑物,使之可以抵抗重力、风及地震。实践证明,木结构在各种极端的负荷条件下,均表现出其稳定性和结构的完整性,即使强烈的地震使整个建筑脱离其基础,其结构也经常完整无损。木结构韧性大,对于瞬间冲击荷载和周期性疲劳破坏有很强的抵抗能力,在所有结构中具有最佳的抗震性,这一点在许多大震区已得到充分证明。在日本1995 年的神户大地震中,保留下来的房大部分是木结构的房屋。木结构房屋都选择高级松木建造,木材是一种天然、健康的且极具亲和性的材料,木制集成屋是环保健康的高档住宅,木材根据不同建筑造型经过了现代技术生产加工成不同的墙体型材,再经过阻燃、防腐处理等工序,更加坚固耐用。对抗下沉应力、抗干燥、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。
三、木结构节能设计
随着人口的增长和经济的发展,建筑及其运行的资源消耗和环境效应越来越多地对资源环境造成了影响。减少建筑能耗和污染排放,实现建筑与自然和谐共存已成为迫切需要解决的问题。近几年,新型木结构和混合木结构的出现并发展壮大,如正交胶合木结构、非承重木质外墙。建筑能耗往往站社会总能耗的30%~50%,碳排放也占30%~50%。近年来,世界各地建筑节能要求迅速升高。总体上来讲,木结构独特的物理性能及显微构造使其不但能够具有较高的强度,而且还是出色的隔热体。木质维护结构的保温隔热性能较好,因为木材热阻较高、热桥效应较低。而且,轻型木结构墙体内有空腔,便于放置保温棉。加拿大林产品创新研究建筑系统部门的研究侧重于有效提高建筑保温和相关耐久性设计,减少水蒸汽在墙体和屋顶内冷凝。首先,在施工过程中要有效保护木质材料,减少受潮。在建筑工地提供木材暂时性保护措施,如材料储存场所、临时性屋顶等;合理安排建筑施工工序等,减少受潮并促进水分挥发。其次,关注全球气候变化。建筑设计必须考虑当地气候及其变化,主要是温度、雨量的变化以及气候极端化。同时还要注意当地虫害及变化趋势。最好,对木材耐久性设计,木材防腐、防虫、防火、改性要求的影响。因此提高木结构耐久性的关键要从以下几点做起。一、保持木材干燥。木材含水率低于26%,木材不会腐朽。二、避免木材过度受潮。包括施工工地、建筑维护结构、室外木结构。尽量减少受潮、积水,有效促进排水和水分挥发。三、对于室外或室内长期潮湿环境,应使用天然耐久木材或防腐处理木材。
四、参考文献
[1] Sven Thelandersson, Hans J. Larsen. Timber Engineering [M]. John Wiley Sons, West Sussex, 2003.