第6章 裝配式木結(jié)構(gòu)建筑

第六章裝配式木結(jié)構(gòu)建筑26.1裝配式木結(jié)構(gòu)建筑概述6.2裝配式木結(jié)構(gòu)建筑的特點(diǎn)目錄6.3裝配式木結(jié)構(gòu)在我國(guó)發(fā)展的優(yōu)勢(shì)和機(jī)遇6.5實(shí)例介紹6.4裝配式木結(jié)構(gòu)在我國(guó)發(fā)展面臨的難題本章重、難點(diǎn)重點(diǎn)掌握現(xiàn)代木結(jié)構(gòu)體系的分類以及各種木結(jié)構(gòu)體系的特點(diǎn)和適用范圍并運(yùn)用所學(xué)知識(shí)，結(jié)合實(shí)際對(duì)裝配式木結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析。西班牙-MetropolParasol俄羅斯-諾夫哥德木結(jié)構(gòu)建筑博物館中國(guó)-都江堰向峨小學(xué)61PART.概述6.1.1概念6.1.2分類裝配式木結(jié)構(gòu)建筑是指主要的木承重構(gòu)件、木組件和部品在工廠預(yù)制生產(chǎn)，并通過現(xiàn)場(chǎng)安裝而成的木結(jié)構(gòu)建筑。與傳統(tǒng)木結(jié)構(gòu)相比，裝配式木結(jié)構(gòu)強(qiáng)調(diào)全過程的集成，即前期標(biāo)準(zhǔn)化的設(shè)計(jì)方式、中期工廠化生產(chǎn)、裝配化施工以及后期的信息化管理和智能化應(yīng)用。6.1.1裝配式木結(jié)構(gòu)建筑的概念第一、采用工廠預(yù)制的木結(jié)構(gòu)組件和部品裝配而成。第二、四個(gè)系統(tǒng)的主要部分采用預(yù)制部品部件集成。6.1.1裝配式木結(jié)構(gòu)建筑的概念從古至今，凡木結(jié)構(gòu)建筑，都是制作好了結(jié)構(gòu)構(gòu)件，再裝配起來(lái)。從結(jié)構(gòu)裝配的角度講，凡木結(jié)構(gòu)建筑都屬于裝配式建筑。對(duì)比裝配式木結(jié)構(gòu)建筑與木結(jié)構(gòu)建筑按承重構(gòu)件選用的材料，裝配式木結(jié)構(gòu)建筑可分為輕型木結(jié)構(gòu)、膠合木結(jié)構(gòu)、方木原木結(jié)構(gòu)以及木混合結(jié)構(gòu)。6.1.2裝配式木結(jié)構(gòu)建筑的分類（1）輕型木結(jié)構(gòu)概念輕型木結(jié)構(gòu)是由木骨架墻體、木格柵樓板和木屋蓋組成的結(jié)構(gòu)體系特點(diǎn)抗風(fēng)、抗震性能良好施工簡(jiǎn)便材料成本低能耗低使用壽命長(zhǎng)適用于居住、小型旅游和商業(yè)建筑6.1.2裝配式木結(jié)構(gòu)建筑的分類（2）膠合木結(jié)構(gòu)層板膠合木結(jié)構(gòu)采用20～45mm厚的鋸材膠合而成，主要應(yīng)用于單層、多層的木結(jié)構(gòu)建筑，以及大跨度的空間木結(jié)構(gòu)建筑。正交膠合木結(jié)構(gòu)采用厚度為15mm～45mm的木質(zhì)層板相互疊層正交組坯后膠合而成，主要應(yīng)用于墻體、樓面板和屋面板等承重構(gòu)件的單層或多層木結(jié)構(gòu)建筑。膠合木結(jié)構(gòu)包括承重構(gòu)件主要由層板膠合木和正交膠合木制作的兩種木結(jié)構(gòu)形式。6.1.2裝配式木結(jié)構(gòu)建筑的分類（2）膠合木結(jié)構(gòu)特點(diǎn)具有天然木材的魅力不受天然木材尺寸限制，能夠制作成滿足建筑和結(jié)構(gòu)要求的各種形狀和尺寸的構(gòu)件，造型隨意避免和減少天然木材無(wú)法控制的缺陷影響，提高了強(qiáng)度，并能合理級(jí)配、量材使用具有較高的強(qiáng)重比，能以較小的截面滿足強(qiáng)度要求具有良好的保溫性，熱脹冷縮變形小6.1.2裝配式木結(jié)構(gòu)建筑的分類膠合木梁柱式結(jié)構(gòu)是采用膠合木制作梁和柱并通過金屬連接件連接組成的共同受力的梁柱結(jié)構(gòu)體系。通常柱間加設(shè)支撐或剪力墻抵抗側(cè)向荷載作用。6.1.2裝配式木結(jié)構(gòu)建筑的分類（2）膠合木結(jié)構(gòu)—膠合木梁柱式結(jié)構(gòu)木拱結(jié)構(gòu)是一種主要承受軸向壓力并由兩端推力維持平衡的曲線形平面結(jié)構(gòu)。膠合木拱形結(jié)構(gòu)受力合理，構(gòu)造簡(jiǎn)單，適用于大跨度木結(jié)構(gòu)建筑。6.1.2裝配式木結(jié)構(gòu)建筑的分類（2）膠合木結(jié)構(gòu)—膠合木拱形結(jié)構(gòu)左圖為四川省江油電廠干煤棚膠合木拱結(jié)構(gòu)。膠合木拱結(jié)構(gòu)跨度為88m，拱高為27m，拱截面寬為230mm、高為1.625m，由兩塊寬為115mm的弧形膠合木構(gòu)件用螺栓拼合而成。從拱頂分為兩個(gè)半拱作為吊裝施工單元，然后用鋼板和螺栓進(jìn)行安裝連接。拱腳置于約6m高的鋼筋混凝土支墩上。6.1.2裝配式木結(jié)構(gòu)建筑的分類（2）膠合木結(jié)構(gòu)—膠合木拱形結(jié)構(gòu)膠合木門架結(jié)構(gòu)主要包括弧形加腋門架和指接門架。通常適用于50m以下的跨度，頂部斜坡面坡度應(yīng)大于14°以減少屋脊過大產(chǎn)生的撓度。6.1.2裝配式木結(jié)構(gòu)建筑的分類（2）膠合木結(jié)構(gòu)—膠合木門架結(jié)構(gòu)膠合木空間結(jié)構(gòu)是以膠合木構(gòu)件作為主要承重構(gòu)件形成的大跨空間結(jié)構(gòu)，其結(jié)構(gòu)體系包括空間木桁架、空間鋼木組合桁架和空間殼體結(jié)構(gòu)。6.1.2裝配式木結(jié)構(gòu)建筑的分類（2）膠合木結(jié)構(gòu)—膠合木空間結(jié)構(gòu)上圖為亞洲最大木結(jié)構(gòu)會(huì)館——貴州省百里杜鵑國(guó)際會(huì)展中心畢節(jié)穹頂中心跨度53m，中間沒有采用一根柱子作為支撐，6個(gè)葉片跨度18m穹頂采用單層球面木結(jié)構(gòu)網(wǎng)殼形式節(jié)點(diǎn)采用膠合木桿件-鋼夾板螺栓連接形式6.1.2裝配式木結(jié)構(gòu)建筑的分類（2）膠合木結(jié)構(gòu)—膠合木空間結(jié)構(gòu)（3）原木結(jié)構(gòu)6.1.2裝配式鋼結(jié)構(gòu)建筑的分類原木結(jié)構(gòu)是采用規(guī)格及形狀統(tǒng)一的方木、圓形木疊合制作的結(jié)構(gòu)。原木結(jié)構(gòu)適用于住宅、醫(yī)院、療養(yǎng)院、養(yǎng)老院、托兒所、幼兒園、體育建筑等。（3）原木結(jié)構(gòu)—井干式結(jié)構(gòu)6.1.2裝配式鋼結(jié)構(gòu)建筑的分類井干式結(jié)構(gòu)是對(duì)原木進(jìn)行粗加工，水平組合疊加成長(zhǎng)方形的框，各構(gòu)件端部交叉咬合連接，逐層形成建筑的墻體，最后形成屋頂。該結(jié)構(gòu)形成以井字形為特征的墻體，并以此作為建筑的主要承重體系。（3）原木結(jié)構(gòu)—木框架剪力墻結(jié)構(gòu)6.1.2裝配式鋼結(jié)構(gòu)建筑的分類木框架剪力墻結(jié)構(gòu)是在由地梁、梁、橫架梁與柱構(gòu)成木構(gòu)架上鋪設(shè)木基結(jié)構(gòu)板，各部分通過釘連接形成的方木原木結(jié)構(gòu)。該結(jié)構(gòu)抗側(cè)力強(qiáng)，能夠抵御風(fēng)、地震帶來(lái)的水平作用力。（3）原木結(jié)構(gòu)—傳統(tǒng)梁柱式結(jié)構(gòu)6.1.2裝配式鋼結(jié)構(gòu)建筑的分類傳統(tǒng)梁柱式結(jié)構(gòu)建筑是指按照傳統(tǒng)建造技術(shù)要求，采用榫卯連接方式對(duì)梁柱等構(gòu)件進(jìn)行連接的木結(jié)構(gòu)，主要分為穿斗式木結(jié)構(gòu)和抬梁式木結(jié)構(gòu)兩類。天府之檐穿斗式木結(jié)構(gòu)（4）木混合結(jié)構(gòu)

概念木混合結(jié)構(gòu)建筑主要將木結(jié)構(gòu)和其他結(jié)構(gòu)混合承重，并以木結(jié)構(gòu)為主要結(jié)構(gòu)形式的建筑。分類木混合結(jié)構(gòu)建筑包括上下混合木結(jié)構(gòu)以及混凝土核心筒木結(jié)構(gòu)。6.1.2裝配式木結(jié)構(gòu)建筑的分類62PART.裝配式木結(jié)構(gòu)建筑的特點(diǎn)6.2.1優(yōu)點(diǎn)6.2.2缺點(diǎn)工業(yè)化程度高模數(shù)化設(shè)計(jì)、標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)、現(xiàn)場(chǎng)組裝受氣候條件影響小、建筑質(zhì)量有保證、污染可以集中治理6.2.1裝配式木結(jié)構(gòu)建筑的優(yōu)點(diǎn)6.2.1裝配式木結(jié)構(gòu)建筑的優(yōu)點(diǎn)抗災(zāi)性能木結(jié)構(gòu)建筑在抗震性能方面要優(yōu)于鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)和鋼結(jié)構(gòu)。木材輕質(zhì)高強(qiáng)的特點(diǎn)使得其在地震中占優(yōu)勢(shì)。木材更好的彈性能更好的緩沖和分散地震作用力。木結(jié)構(gòu)有很多構(gòu)件和釘接點(diǎn)，形成有很多輔助荷載通道來(lái)緩沖地震能力。環(huán)保性強(qiáng)對(duì)水的污染少：木材是天然材料，將圓木加工鋸成材耗用的水很少，對(duì)水體質(zhì)量的影響是微乎其微的。能耗低：在提取、生產(chǎn)、建設(shè)、運(yùn)輸過程中能源消耗量低，木屋建筑導(dǎo)致溫室效應(yīng)最少。建筑垃圾少：木材生產(chǎn)產(chǎn)生的廢料，可變廢為寶，利用廢料制作刨花板、木質(zhì)顆粒燃料、活性炭，廢料是100%可降解的。凈化空氣：樹木在生長(zhǎng)過程中吸收二氧化碳，釋放氧氣，起到了凈化空氣的作用。6.2.1裝配式木結(jié)構(gòu)建筑的優(yōu)點(diǎn)6.2.1裝配式木結(jié)構(gòu)建筑的優(yōu)點(diǎn)舒適性好：木結(jié)構(gòu)建筑在其整個(gè)生命周期中，相較于其他形式建筑可節(jié)能達(dá)60%，冬季相比外部溫度高+5°C，夏季相比外部溫度低-6°C。建造成本沒有優(yōu)勢(shì)與其他材料相比，木材不能運(yùn)用現(xiàn)代材料的焊接技術(shù)，加大了節(jié)點(diǎn)處的連接難度，削弱了建筑結(jié)構(gòu)的功能，使設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)的工作變得復(fù)雜。6.2.2裝配式木結(jié)構(gòu)建筑的缺點(diǎn)木材易腐蝕、受蟲害當(dāng)木材的含水量超過25%時(shí)，木腐菌附著在木材上，易引起木材的腐蝕。6.2.2裝配式木結(jié)構(gòu)建筑的缺點(diǎn)防火要求高建筑內(nèi)部可燃物的數(shù)量增加，需要考慮防火措施，提高了防火設(shè)防要求。6.2.2裝配式木結(jié)構(gòu)建筑的缺點(diǎn)防火木墻燃燒后63PART.裝配式木結(jié)構(gòu)在我國(guó)發(fā)展的優(yōu)勢(shì)和機(jī)遇歷史悠久木結(jié)構(gòu)的發(fā)展在我國(guó)有著悠久的歷史，所形成的榫卯梁柱體系在唐代已趨于成熟。世界上最高的木塔建筑應(yīng)縣木塔，高67.31m，底層直徑30.27m，明暗共九層，經(jīng)歷多次強(qiáng)震和戰(zhàn)爭(zhēng)等人為破壞，依然巍然屹立。6.3裝配式木結(jié)構(gòu)在我國(guó)發(fā)展的優(yōu)勢(shì)和機(jī)遇應(yīng)縣木塔市場(chǎng)需求隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)實(shí)力的增強(qiáng)，人們對(duì)住房品質(zhì)提出了更高的要求，木結(jié)構(gòu)住宅以其節(jié)能保溫、環(huán)保舒適的優(yōu)越性，契合了消費(fèi)市場(chǎng)的需求，具有廣闊的發(fā)展空間，再次受到重視。6.3裝配式木結(jié)構(gòu)在我國(guó)發(fā)展的優(yōu)勢(shì)和機(jī)遇政策導(dǎo)向供給端：實(shí)施退耕還林和種植速生樹政策，國(guó)內(nèi)人工林的面積擴(kuò)大。加入世貿(mào)組織，木材進(jìn)口關(guān)稅降低，進(jìn)口量增加。生產(chǎn)端：相繼出臺(tái)各項(xiàng)關(guān)于木結(jié)構(gòu)的規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)，推進(jìn)木結(jié)構(gòu)建筑市場(chǎng)化。6.3裝配式木結(jié)構(gòu)在我國(guó)發(fā)展的優(yōu)勢(shì)和機(jī)遇速生樹64PART.裝配式木結(jié)構(gòu)在我國(guó)發(fā)展面臨的難題6.4.1人均木材資源匱乏6.4.2傳統(tǒng)觀念根深蒂固6.4.3木結(jié)構(gòu)建筑行業(yè)魚龍混雜6.4.4相關(guān)專業(yè)人才缺失人均木材資源匱乏一方面，我國(guó)的人口基數(shù)大，有限的森林資源平攤到個(gè)人上是有限的。另一方面，我國(guó)的森林資源分布不均衡，主要集中在東北、西南地區(qū)，導(dǎo)致相應(yīng)的木結(jié)構(gòu)產(chǎn)業(yè)發(fā)展失衡。\傳統(tǒng)觀念根深蒂固大部分人對(duì)木結(jié)構(gòu)房屋存在刻板印象，認(rèn)為木結(jié)構(gòu)房屋是簡(jiǎn)陋的木房子，對(duì)木結(jié)構(gòu)房屋接受度不高。126.4裝配式木結(jié)構(gòu)在我國(guó)發(fā)展面臨的難題木結(jié)構(gòu)建筑行業(yè)魚龍混雜現(xiàn)代木結(jié)構(gòu)剛剛起步，相應(yīng)的產(chǎn)業(yè)發(fā)展不均衡，企業(yè)水平參差不齊，一些不法商販趁機(jī)牟利，販賣劣質(zhì)產(chǎn)品，嚴(yán)重影響木結(jié)構(gòu)的質(zhì)量，也帶了嚴(yán)重的安全隱患。\相關(guān)專業(yè)人才缺失一方面，缺乏長(zhǎng)期從事木結(jié)構(gòu)研究經(jīng)驗(yàn)豐富的專家。另一方面，大部分人對(duì)木結(jié)構(gòu)的認(rèn)識(shí)狹隘，不愿從事木結(jié)構(gòu)工作。346.4裝配式木結(jié)構(gòu)在我國(guó)發(fā)展面臨的難題65PART.實(shí)例介紹“TheSoto”——德克薩斯州首個(gè)大型木結(jié)構(gòu)辦公樓?！癝oto“在西班牙語(yǔ)中專指“樹叢”或“小樹林”，通?？拷恿骰蛘邩淞质a翳的地區(qū)。6.5.1德州大型木結(jié)構(gòu)辦公樓該辦公樓共六層，有地下停車場(chǎng)，底層為混凝土結(jié)構(gòu)，上面五層為木結(jié)構(gòu)，采用了層板銷接木。6.5.1德州大型木結(jié)構(gòu)辦公樓DLT（層板銷接木）是一種新型的工程木材料，大多被用于地板、墻體和屋頂結(jié)構(gòu)。這種利用硬木作為木釘，將規(guī)格材組合在一起制成面板的產(chǎn)品，具有高度的經(jīng)濟(jì)性、環(huán)保性以及易加工的特點(diǎn)。6.5.1德州大型木結(jié)構(gòu)辦公樓該項(xiàng)目核心筒為混凝土結(jié)構(gòu)，木結(jié)構(gòu)采用膠合木梁柱結(jié)構(gòu)，樓板為DLT，預(yù)制化的生產(chǎn)方式加快了安裝速度。6.5.1德州大型木結(jié)構(gòu)辦公樓6.5.1德州大型木結(jié)構(gòu)辦公樓蓮華書屋坐落于南昌縣蓮盛廣場(chǎng)。該建筑呼應(yīng)“蓮”文化主題，一朵懸浮于草坡之上、濱水盛開的“蓮花”應(yīng)運(yùn)而生?；ò陣@著半球狀“花苞”，每個(gè)門廊形似綻放的花瓣，呈現(xiàn)出木結(jié)構(gòu)建筑的自然風(fēng)姿。6.5.2南昌蓮華書屋蓮華書屋建筑主體結(jié)構(gòu)材料為膠合木，利用原木板材經(jīng)過多道工序加工而成。既保留了原木的溫暖色澤與高雅紋理，又兼具不易變形、穩(wěn)定性強(qiáng)、尺寸多樣、防潮、防腐等優(yōu)勢(shì)特點(diǎn)。新材料的應(yīng)用以及裝配式建造方式，是本項(xiàng)目的第一大亮點(diǎn)。6.5.2南昌蓮華書屋建筑外附著球形節(jié)能玻璃幕墻，運(yùn)用玻璃、木紋及流動(dòng)的河水共同構(gòu)建建筑與環(huán)境的協(xié)調(diào)統(tǒng)一。裝配式3層中空夾膠LOE曲面玻璃的應(yīng)用，成為本項(xiàng)目的第二大亮點(diǎn)。6.5.2南昌蓮華書屋建筑外圍環(huán)繞的8個(gè)花瓣?duì)铋T廊，創(chuàng)造性地引入了3D打印技術(shù)，用高性能水泥纖維材料成型，進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)裝配式建造，成為本項(xiàng)目的第三大亮點(diǎn)。整個(gè)建筑呈現(xiàn)出科技時(shí)尚、莊重典雅的美感。6.5.2南昌蓮華書屋1.簡(jiǎn)述裝配式木結(jié)構(gòu)建筑的特點(diǎn)。2.簡(jiǎn)述裝配式現(xiàn)代木結(jié)構(gòu)的分類。課后思考題1.簡(jiǎn)述裝配式木結(jié)構(gòu)建筑的特點(diǎn)缺點(diǎn)（1）成本方面沒有優(yōu)勢(shì)（2）防火設(shè)防要求高（3）適用范圍窄，高度受限（4）需要有木結(jié)構(gòu)組件和部品制作工廠