木结构论文1.docx

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木结构论文1

当代木构建筑

摘要：

当代木构建筑以其轻型、绿色环保、色彩质感好、舒适以及其借助当代先进的科学技术很大程度上改善了木构建筑在防火这一致命薄弱环节而越来越受广大群众的青睐。

关键词：

当代、新特性、节点、连接、消防、防护

当代木结构的特性

当代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。

尽管同传统木结构相比，当代建筑在技术、结构、空间、造型及对材料的理解上都与传统有很大的差别，但它们之间仍有许多共同的地方。

例如对于建筑立面造型比例的处理、空间比例关系以及只使用原木向人们展示木材的纹路等处理方法，都是与传统一脉相承的。

当代木结构建筑有其独特的艺术特点。

首先，建筑师充分发挥材料的各项力学性能，取得丰富多彩的空间艺术效果。

其次，他们把木材同钢材、玻璃等材料混合使用，克服木材在构造上和技术上的弱点，并产生意想不到的艺术效果。

当代木结构建筑的另一个特点是强调建筑内部空间的光影效果——利用自然光、人工照明等光学手段来体现和加强内部空间的色彩质感效果，以木材特有的纹彩形成室内空间中朴素而自然的装饰风格，显得高雅而别致。

木材作为建筑材料具有重量轻、强度高、美观、加工性能好等特点,因此自古以来就受到人们偏爱。

当代木结构房屋更具有绿色、生态、环保、可再生利用等特点，是人类最理想的居住环境。

当代木结构住宅建筑在世界上许多国家己很普遍。

在北美，木结构住宅处于市场主导地位。

75%的人居住在木制房屋里，尤其是高档别墅几乎全部是木制的。

在加拿大，木材工业是国家支柱产业之一，其木结构住宅的工业化、标准化和配套安装技术非常成熟。

在日本，大量的住宅是利用木材、胶合木和水泥刨花板建造的，目前日本新建住宅房屋

中，有半数以上是木结构．在北欧的芬兰和瑞典，民居住房的90%为一层或二层的木结构建筑。

我国目前国内己有2000多个木结构房屋，还有600多个正在建设中，绝大多数都采用国外材料和技术。

在北京上海、广州、南京、苏州、深圳、大连、重庆等城市，己连续开发了许多木结构房屋示范项目。

木结构的构造设计

一、基本设计规定

木结构设计采用以概率论为基础的极限状态设计法，以可靠度度量结构构件的可靠度，采用分项系数设计表达式。

设计时使用年限应按下表规定：

类别

设计使用年限

示例

1

5年

临时性结构

2

25年

易于替换的结构构件

3

50年

普通房屋和一般构筑物

4

100年及以上

纪念性建筑物和特别重要的建筑物

实际设计时还应考虑结构的安全等级，根据建筑物的破坏后果的严重程度，可划分为三个等级：

安全等级

破坏后果

示例

一

很严重

重要的建筑

二

严重

一般的建筑

三

不严重

次要的建筑

二、节点构造

木结构的设计中最困难也是最重要的一个环节就是节点设计，所以对于节点的研究非常重要。

以下仅以图简单的给予介绍：

三、连接类型

根据连接受力情况不同，有的是直接传力，有的是通过连接件间接传力，常见的有齿连接、销连接和通过金属连接件进行连接。

齿连接受压构件的端头做成齿榫，抵承在另一构件的齿槽内以传递压力的一种连接方式。

齿槽除承受压杆的压力外，并在槽底平面上承受顺纹方向的剪力，分为单齿连接和双齿连接。

销连接销是用钢或者木做成圆杆状或者片状，用以阻止被连接构件相对移动的连接物。

在连接中，销主要受弯，木构件主要承压。

这两种工作都有比较好的塑性，因而销连接是一种比较可靠的连接。

属于圆杆状的，有螺栓、钉、圆钢销、螺钉、玻璃钢圆销等；属于板片状的，有玻璃钢板销，钢板销等。

上述各种销中，以螺栓和钉应用最广，一般木结构均可采用。

螺栓连接和钉连接在木结构中，螺栓和钉的工作原理是相同的，即由于阻止了构件的相对移动，而受到其孔壁木材的挤压，这种挤压还使螺栓和钉受剪与受弯，木材受剪与受劈。

为了充分利用螺栓和钉受弯、木材受挤压的良好韧性，避免因螺栓和钉过粗、排列过密或构件过薄而导致木材剪坏或劈裂。

在构造上对木料的最小厚度、螺栓和钉的最小排列间距已有规定。

四、木结构的防护措施

由于木材本身的可降解性，正是是某些微生物、昆虫赖以生存的条件。

因此木结构建筑的防护主要是木结构的防腐与防虫。

木材和木结构的防腐处理技术措施木材和木结构的防腐处理技术措施依据《木结构设计规范》GBJ5—88如下:

（一）为防止木结构受潮而引起木材腐朽,设计时必须从构造上采取下列防潮和通风措施:

应在桁架和大梁的支座下设置防潮层.

为保证木结构有适当的通风条件,不应将桁架支座节点或木构件封闭在墙,保温层或其他通风不良的环境中.对露天结构在构造上应避免任何部分有积水的可能.

为防止木材表面产生水气凝结,当室内外温差很大时,房屋的围护结构（包括保温吊顶）,应采取有效的保温和隔气措施.

（二）对下列情况,除从结构上采取通风防潮措施外,尚应采用药剂处理.

露天结构;

内排水桁架的支座节点处;

檩条,搁栅等木构件直接与砌体接触的部位;

在白蚁容易繁殖的潮湿环境附近使用木构件;

虫害严重地区使用马尾松,云南松以及新利用树种中易感染虫害的木材;

六,在主要承重结构中使用不耐腐的树种木材.

（三）木材应先胶合后进行药剂处理.

（四）为了防止木结构遭受火灾的危险,应采取下列构造措施:

在有火源的房屋内,须设置防止火焰,火星及辐射热危害的防火设施（如防火隔墙,防火幕,石棉隔板等）.使木结构与火源隔开,被隔开的木结构仍应具有通风条件,不得将结构包裹在防火层内.

当房屋中有采暖或炊事的砖烟囱时,与木构件相邻部位的烟囱壁厚度应加厚至240mm.烟囱外表面与木构件之间的净距,不应小于下列规定:

对于砖或混凝土烟囱120mm对于金属烟囱240mm当烟囱穿过木屋盖的吊顶时,在烟囱周围500mm范围内,不得采用可燃材料作保温层.

当房屋有采暖管道通过木构件时,其管壁表面应与木构件保持不小于50mm的净距（若采暖管道的温度超过100oC,此净距尚应适当加大）或用非燃烧材料隔热.

木屋盖吊顶内的电线,应采用金属管配线,或使用带金属保护层的绝缘导线.白炽灯,卤钨灯,荧光高汞灯及其镇流器等不应直接安装在木构件上.

有可能遭受火灾危险的木结构,宜采用刨光的方木（包括胶合木）或原木制作;木屋盖的吊顶及木隔墙等应采用抹灰或设置水泥石棉板,石膏板等防火措施;保温和隔音材料宜采用非燃烧材料（如矿棉炉渣等）制作。

（五）木结构防腐,防虫的构造措施为了避免木结构受潮及在偶尔受潮后能在通凤良好的条件下得到及时干燥,设计木结构时,必须从构造上采取下列通凤防潮措施:

屋架,大梁,搁栅等承重构件的端部不应封闭在墙内或处于其它通风不良的环境夏中.为了保证它具有较好的通风条件,其周围应留至少不,J,于3.mm的空隙.

为防止木材受潮腐朽,在屋架,大梁和搁栅的支座下,应设防潮层及经防腐处理的垫木,或单独设置经防腐处理的垫木.木柱,木楼梯,木门框等接近地面的木构件应该用石块或混凝土块做成垫脚,使木构瞬件高出地面而与潮湿环境隔离.严禁将木柱直接埋入土中.在白蚁危害地区,最好在地基,基础两侧和管道周围喷洒1%氯丹乳剂,每平方米（m）大约需用3千克（kg）质量的乳液.

檐口应尽量采用挑檐做成外排水.在不得不采用内排水时,天沟处的屋架支座节点必须具有良好的通凤防潮条件;天沟不宜太浅并应具有足够的排水设施;在房屋使用期内应经常检查,疏通天沟.

屋面硬山处常因泛水处理不妥而漏雨.因此,该处木擦条端部应用防腐药物处理.

为防止天窗边柱受潮腐朽,边柱处的模条,宜放在边柱内侧,而天窗的窗橙和窗扇则宜设在天窗边柱外侧,并应加设挡雨设施.开敞式天窗应加设有效的挡雨板,并应作好泛水处理.

底层一般不宜采用木地板,但在林区,或无其它材料可用而必须采用木地板时,应考虑地板下隐蔽部分的通风措施:

室内地面标高一般应高出室外地坪至少600mm,木地板以下应设能起对流作用的通风孔洞;地板和木踢脚板均不宜紧贴墙面,而应留出10mm宽以上的缝隙.踢脚板内侧应做成通长的凹槽,每隔2m左右设10mm直径的通风口或l0mm×30mm的通风槽

对于露天木结构,在构造上应避免任何部位有积水的可能,并应注意在构件之间留有空隙（连接部位除外）,使木材易于通凤干燥.

木结构消防

一、木结构的防火

建筑防火安全的含义是尽量减少建筑物内外人员受到火灾威胁的可能性。

为使建筑火灾的风险最小，建筑防火应着力于以下几个措施：

防止起火，减少建筑物发生火灾的可能性，如电线的铺设方法、烟道穿越木楼、屋盖的处理等。

监测火灾的发生，为逃生和灭火争取时间。

控制火灾漫延，避免火势增大。

如设置防火分割区，必要的防火间距、挡火构造，以阻断火焰流窜。

设置逃生通道，提供有关人员逃离现场的条件。

如防火通道、设置防排烟挡板等。

对已发生的火灾能迅速扑灭。

二、木结构的耐火极限

木结构设计规范规定了木结构建筑中各种构件的燃烧性能和耐火极限要求，如下表所示，是强制的规定。

其中燃烧性能分为不燃体、难燃体和燃烧体。

构件的耐火极限是指构件从收到火的作用时起，到失去其支撑能力或完整性而破坏或失去隔火作用的时间间隔，以小时（h）计。

这个时间间隔是由有关法定部门按照国家标准《建筑构件耐火实验方法》GB9978规定的方法通过实验确定的。

构件名称

耐久极限

构件名称

耐火极限

防火墙

不燃烧体3.00

梁

难燃烧体1.00

承重墙、分户墙、楼梯和电梯墙体

难燃烧体1.00

楼盖

难燃烧体1.00

非承重体，疏散通道两侧的墙体

不燃烧体1.00

屋顶承重构件

难燃烧体1.00

分室隔墙

难燃烧体1.00

疏散楼盖

难燃烧体0.5

多层承重柱

不燃烧体1.00

室内吊顶

难燃烧体0.25

单层承重柱

难燃烧体1.00

三、木结构的层数、长度和面积

根据木结构的耐火等级和防火措施，木结构房屋的耐火等级介于《建筑设计防火规定》规定的三四级之间。

我国《木结构设计规范》GB50006-2003在吸收国外规范有关规定的基础上，规定木结构建筑不应超过三层，不同层数房屋的最大长度与防火分区的面积不应超过下表的规定：

层数

最大允许长度（m）

每层最大允许面积

一

100

1200

二

80

900

三

60

600

四、防火间距

防火间距是为了防止火灾大面积蔓延而在建筑物之间留出的防火安全距离。

防火间距综合考虑满足消防扑救火灾的需要，防止火势因热辐射和热对流造成蔓延和节约用地等几个因素。

对于防火间距，《木结构设计规范》GB50005-2003给出下列规定：

木结构建筑之间、木结构建筑与其他耐火等级建筑之间的防火间距，不应小于下表的规定。

防火间距应按相邻间距的外墙最近距离计算，当外墙有突出的可燃构件时，应该从突出部分的外缘算起。

建筑种类

其他耐火等级的建筑

一二级建筑

三级建筑

木结构建筑

四级建筑

防火间距

8.00

9.00

10.00

11.00

五、防火性能指标

附着力：

一级（GB1720-79）

柔韧性：

2mm（GB1720-79）

耐冲击性：

＞20kgcm（1732-79）

细度：

＜100μ

干燥时间：

表干1小时，实干24小时

六、施工要求

1、木结构防火涂料施工前应清理基材表面，其表面不得有油污、水迹、灰尘等。

2、涂料用量不得小于0.6kg/m2，确保耐燃时间在（20-30）分钟以上。

用喷涂、刷涂或滚涂施工均可，一般涂（3-5）遍，间隔（2-4）小时；

3、使用前将涂料先搅拌均匀，不得与基他涂料混用；

4、施工温度要求在（12~40）度；

5、木结构防火涂料仅限于室内使用，主要适用于木材，如木板、五和板、纤维板等基材表面使用，也可用于非承重金属表面，如通风管道的防火处理。

存储木结构防火涂料须贮存在干燥、通风的室内，温度在（0~35）度。

有效贮存期为一年

参考文献

[1]木结构设计规范（GB50005-2003）．中国建筑工业出版社，2003

[2]龙卫国，杨学兵．木结构设计手册．中国建筑工业出版社,2005

[3]樊承谋，麦淑良等．木结构．中国建筑工业出版社,1980

[4]木结构设计原理潘景龙、祝恩淳编著中国建筑工业出版社

[5]木建筑Ruthslavid（英国）中国电力出版社

[6]木结构设计手册（第三版）中国建筑工业出版社