来源:建筑史学
近几年世界各地兴起了
打造巨型木质建筑的热潮
去年年底落成使用的
由坂茂设计的全球最大的木构建筑
在瑞士贝尔城的Swatch新总部
该项落地过程非常曲折
落成后,坂茂甚至表示
“这个项目改变了我一生!”
无独有偶
近日,又一工程学上的杰作
由HESS TIMBER设计的
全球最大木构装配式球体让众多设计师叹为观止
© Corvin Oelschlaeger
纵观建筑史,你会发现
混凝土使罗马帝国得以扩张
使钢铁致密的城市达到了以前无法想象的高度
而塑料则使建筑内部和建筑经济得以重振
而到了21世纪,木材在经历几千年的沉寂后
又重新被赋予了奇迹般的地位
这些绿色环保、可持续发展的木结构是怎样应用到建造场景中?怎样应用到装配式建造中?以下从几个方面展开论述:
我国木结构建筑现状
按结构形式:
1. 轻型木结构:主要应用于居住建筑、小型公共建筑
2. 方木原木结构:主要应用于居住建筑、中小型公共建筑
3. 胶合木结构:主要应用于各种大型、中型、小型公共建筑
按建筑功能:
1. 居住建筑
2. 旅游休闲建筑
3. 综合建筑
4. 文体建筑
5. 寺庙建筑
国内应用现状
- 贵州省黔东南州游泳馆 -
该游泳馆用地为东西长132.4m,南北深112m长方形地块,采用大跨度木拱屋架结构形式。上部屋盖采用张弦木拱体系,跨度50.4m;木拱沿弧长分三段拼接,每段由2块截面为170mm(厚度)×1000mm(高度)胶合木构件组合拼装而成,并选用PRF结构胶黏剂粘接,表面采用环保型木材防腐液ACQ和防护型木蜡油进行二次涂装,有效提高了耐久性和防潮性。通过6根木撑杆与主索共同形成张弦结构,与纵向索和屋面索构成完整的稳定结构体系。自平衡的张弦木拱以滑移支座支撑,消除了支座水平推力。
贵州省黔东南州游泳馆
Swimming Pool of Qiandongnan Prefecture, Guizhou Province
- 成都都江堰向峨小学 -
成都都江堰市向峨小学总建筑面积为5290㎡,学校可用用地面积为16311㎡。教学综合楼、宿舍楼均采用轻木结构建筑,是中国第一所全木结构校舍,如图所示。每个单体建筑零标高以上外墙、内隔墙均采用38mm×140mm内龙骨,外墙龙骨间距为406mm;楼面主要由楼面搁栅和楼面板组成,在下层墙顶标高处设置大梁,搁栅之间用填块加强连接。
都江堰向峨小学
Dujiangyan Xiangye Primary School
- 苏州胥江木结构桁架拱桥 -
苏州胥江木结构桁架拱桥全长108m,宽6m,主拱跨度为75.7m的胶合木桁架拱体系,主拱截面高度1.2m,建造这座木拱桥共使用了400m³的木材,是目前世界单孔跨度最大的木结构桥梁,如图所示。该桥采用高硬度松木,由7cm宽、3cm厚、2m左右长度的小木条拼接胶合而成,设计承载力4.5kN/㎡,总承载力为195t。
苏州胥江木结构桁架拱桥
Suzhou Xujiang wooden truss arch bridge
木结构建筑的优势
文化优势 —— 木结构连接智慧优雅
➢独特的连接方式 —— 榫卯
➢宏伟的悬挑方式 —— 斗拱
➢最初的隔振耗能 —— 基础础石浮搁、屋盖铺作
政策优势 —— 绿色行动计划
材料结构优势 —— 可再生绿色材料
自然,可再生
环保,低碳迹
保温,少能耗
安全,耐地震
快捷,全天候
美观,多方位
材料结构优势 ——材料性能提高
现代工程木产品使高层和大跨木结构成为可能
通过加工,弥补了天然木材缺陷多、幅面小的不足
产品材质均匀、强度和可靠度高、材料利用率高
木-FRP加强材等
冬季施工不间断
材料结构优势 —— 结构体系多样
强重比大抗震性能优越
美观舒适怡然天成
装配式木结构连接节点
日本SE工法
CLT多层结构的连接
装配式木结构耗能连接节点
摩擦耗能连接
软钢屈服耗能连接
高阻尼橡胶+软钢屈服耗能连接(轻木结构用)
装配式木结构试验研究
如何建造?
高层/超高层装配式木结构大楼
新型高层木混合结构设计
高层木-混凝土“框盒”结构体系
防火:人员沿核心筒纵向撤离,火势在三层间阻断
混凝土核心筒;混凝土楼板+挑檐
- 密集城区装配式木混合结构体系关键技术 -
结构体系
减灾调控
建造标准-有力保障
平面
立面
优点:
⑴ 结构体系高效,物尽其用;
⑵ 自重轻,地震作用小,耗能强,抗震性能好;
⑶ 防火性能有保障;
⑷ 居住舒适、环保、节能;
⑸ 装配化程度高;
(6) 基础造价低、综合造价低、效益显著。
结构对环境的影响指标
注:Athena清单用于北美低层结构,因此本表中未考虑混凝土在高层结构中的泵送,以及进口海运等造成的影响。
高层混凝土框架核心筒-木盒混合结构体系
结构体系:
“主结构+子结构”体系
混凝土框架-核心筒为主结构,三层模块化木结构为子结构
优势
➢ 建筑
• 绿色 / 环保 / 健康
• 模块 / 多变 / 永续
➢ 结构
• 防火 / 抗风 / 抗震
• 减轻自重• 节省造价• 控制蠕变
➢ 施工
• 模块建造• 快速装配
全生命周期对环境的影响LCA
木盒子——整体性、装配性、模块化
• 轻型木结构房屋
• CLT房屋• 传统木结构房屋
蒙特利尔住宅67
(责任编辑:何雯丽)