转自公众号:预制建筑网
作者:同济大学土木工程学院教授,博士,博士生导师熊海贝
? Corvin Oelschlaeger
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
尽管其粗糙的表面和独特的组装方式看起来似乎与当前全球大量的建筑发展需求相反,但木材的耐用性、可再生性和封存碳的能力引发了建筑业者的关注,并大量投资于未来。
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:
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
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。
Swimming Pool of Qiandongnan Prefecture, Guizhou Province
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。
Dujiangyan Xiangye Primary School
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400 m3 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
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建筑产业带来约50%的温室效应、20%的空气污染和40%的水污染
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欧美率先提出绿色行动计划,政府项目提倡建设木结构;
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“到2020年我国绿色建筑推广比例要达到50%的目标” ;
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欧洲规范 (对木结构没有明确的限制,消防技术先进)
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《多高层木结构建筑技术标准》(GB/T51226-2017)
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《装配式木结构建筑技术标准》(GB/T51223-2016)
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上海市地方标准《轻型木结构建筑技术规程》(DG/TJ08-2059-2009)
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上海市地方标准《工程木结构技术规范》(DG/TJ08-2192-2016)
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《绿色建材评价标准 现代木结构用材》(T/CECS10030-2019)
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《装配式住宅建筑检测标准》JGJ/T485-2019
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。
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混凝土框架-核心筒为主结构,三层模块化木结构为子结构
? 保证子结构有效连接在主结构上,不发生过大滑移甚至脱落
? 使混合结构形成巨-子结构控制体系(TMD调频体系、层间隔震体系或底部隔震体系)
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层高:2.9m (轻木子结构),9.4m (混凝土主结构)
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一阶振型(X向侧移) 二阶振型(Y向侧移) 三阶振型(扭转)
? 底部刚接时,表现为放大效应,放大因子可达1.43
? 底部隔震时,可降低混凝土楼面加速度峰值,甚至使之小于地面峰值
?在特定的地震强度下,结构不能达到预定性能目标的概率
? 立即居住水平 (Immediate Occupancy, IO)小震
? 生命安全生平 (Life Safety, LS)中震
? 防止倒塌水平 (Collapse Prevention, CP)大震
? 进行了21个水准下1008个非线性动力时程分析
近场地震动调幅(αmax=0.34,对应PGA=0.15g)
? 轻木子结构:底部 刚接 时对远场地震较为敏感;底部隔震时对近、远场地震不敏感
? 轻木子结构:底部刚接时对远场地震较为敏感;底部 隔震 时对近、远场地震不敏感
? 混凝土主结构:防止倒塌水平下,隔震连接有一定的减震作用
? 轻木子结构:三个水平下,隔震连接均表现出良好的隔震作用
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