木结构如何设计 (从规划角度谈现代木结构)

木结构房屋的主要建材顾名思义就是木材了,木材作为主要的受力体系的房屋。木结构房屋具有良好的抗震性,在地震中,木材的质地轻,但是其强度高,木结构的房屋的主结构设计是交错连接的,稳定性是十分优良的,木材的强度比较高,与其重量相比这一点体现地更加明显,而且木结构的柔韧性比其他的材料好,还可吸收并且消散能量,我们都知道的1995年日本神户的大地震,在神户大地震中,幸存下来的房屋多是木结构的房屋。木材受拉和受剪皆是脆性破坏,其强度受木节、斜纹及裂缝等天然缺陷的影响很大;但在受压和受弯时具有一定的塑性。木材处于潮湿状态时,将受木腐菌侵蚀而腐朽;在空气温度、湿度较高的地区,白蚁、蛀虫、家天牛等对木材危害颇大。木材能着火燃烧,但有一定的耐火性能。因此木结构应采取防腐、防虫、防火措施,以保证其耐久性。木结构材料、设计方法,包括对容许应力设计,强度设计,以及结构分析,内力设计等等相关方面的理论研究现在已经有了相当成熟的基础。

现代木结构设计概念,从规划角度谈现代木结构

木结构建筑如何控制噪音

在木屋设计当中,减少穿过墙体和地板的噪音是最重要的一部分。正确的设计可以减少来自屋内电视声、屋外因这些由空气传播的噪音以及来自给水系统、空调系统或者由结构振动而所产生的噪音。一些结构性设施诸如:使用木框架,隔音材料以及地板和墙体的空

隙,这些都可以显著地减少穿透墙体和地板的噪音。尽管有许多减少噪音的可行方法,但应用于墙体最普遍的材料则为隔音棉、隔音板、弹性加强筋、水电管道穿洞的布置、封堵和主轴位置的选择。有两种使用搁栅的安装方法以减少地板噪音传递。第一种方法,是安装单一搁栅,第二种方法是,在地板搁栅下面错开安装吊顶龙骨,这样龙骨就不会和地板及顶棚同时接触。

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木结构房屋的设计遵循设计学受力的规律,有梁柱结构体系,这是一种较传统的建筑形式,用跨距大的梁柱结构作为主要的传力体系,这样不管是竖向还是水平的荷载都可以经过梁柱传递到地基上,这种设计建造的房屋是我国传统的木建筑形式。

根据实践经验采用梁、柱式的木构架,扬木材受压和受弯之长,避受拉和受剪之短,并具有良好的抗震性能;建于辽朝(1056年)的山西省应县木塔(见彩图),充分体现了结构自重轻、能建造高耸结构的特点。在木结构的细部制作方面,采用干燥的木材制作结构,并使结构的关键部位外露于空气之中,可防潮而免遭腐朽;在木柱下面设置础石,既避免木柱与地面接触受潮,又防止白蚁顺木柱上爬为害结构;在木材表面用较厚的油灰打底,然后油漆,除美化环境外,兼有防腐、防虫和防火的功能。

设计防火考虑:轻型木结构,这种设计多在北美住宅区出现,采用大量的有构件断面小的规格材均匀密布链接组成的一种设计理念,用结构骨架和墙面板、楼面板以及屋顶板共同作用,同时承载各种的荷载,然后将这种力传到地基上,这种设计经济安全。轻型木结构一般是用于小型建筑,如3层或3层以下或每层最大允许面积不超过600m2的居住建筑、办公楼、商业建筑及轻度危险级的工业建筑的一种结构形式。轻型木结构建筑中,也可以建造在钢筋混凝土框架或者钢结构框架上。在《建筑设计防火规范》(GB50016-2006)第5.5.2款规定,木结构建筑不应超过3层,不同层数建筑最大允许长度和防火分区面积也作了不同程度的限制。采用轻型木骨架墙体的建筑,除屋顶表层采用不燃材料外,其它构件可以采用不同耐火极限的难燃材料,只对木结构的建筑构件燃烧性能、耐火极限和建筑物防火间距作了规定,对木结构建筑其它防火技术并没有提出限制要求。对于规范的要求,轻型木结构的构件要达到一定耐火极限,其主要防火手段是对建筑构件材料进行包覆防火处理。如对木材的难燃或不燃处理;或采取直接阻断火焰与木构件接触。通常做法是在木龙骨之间添加保温隔热材料,再在其外面覆盖石膏板。 至于选择什么样的保温隔热材料或者石膏板,应该由建筑构件所要达到的耐火极限决定。通过试验证明,轻型木结构选择材料的耐火极限为2h时,比较经济合理。

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还有一种俄罗斯的木结构房屋设计是木刻楞结构,这种建筑过去主要是靠手和斧头吧木头刻出来的有棱有角规范整齐的房屋,这种房屋的地基都是石头的,木刻楞结构的房屋冬暖夏凉,结实耐用。现在是机械加工为主的井干式木刻楞结构。重型木结构在国家标准《木结构设计规范》(GB50005-2003)尚未提及到这种类型,在加拿大国家建筑规范作了相应的规定,它主要是通过限制木构件的大小、厚度、木楼板的组装方法以及避免在楼板和屋顶下出现隐蔽空间等手段来提高其防火性能。重型木材其本身就有一定耐火性。试验证明,该木材的燃烧速度为0.6mm/min,燃烧中材料表面产生一定的炭化层,炭化层能够阻止了火焰继续向木材内部燃烧,未燃烧的部分,能有效保持其支撑能力达到85%-90%。如果木材构件最小尺寸达到了规定值的要求,并采用合理的组装方式连接,那么重型木结构构件的耐火极限就能达到0.75h的要求。选择重型木构件用作梁、柱、屋架或地板等不同构件时,完全能满足耐火极限的要求。

设计防腐特别需要注意:木腐菌的生长必须同时具备下列三个条件:木材含水率高于18%;温度在 2~35°C的范围内;有氧气供应。如能去除其中之一,即可防止腐朽。中国有“千年不烂井底木”的古话,是说明木材在水中缺氧而不腐。木结构与人类生活分不开,温度和氧气无法排除,只能将木材含水率控制在18%以内,即使其处于干燥状态,防止木腐菌的侵蚀。因此,要求木结构各个部分,特别是关键部位,要处于通风良好的条件下,即使一时受潮,也能及时风干。积水或积潮部位要考虑怎么处理,与土接触或室外暴露部分要考虑如何处理等等。好的木屋肯定是能接受自然风化而不能接受腐蚀的木屋。

现代木结构设计概念,从规划角度谈现代木结构

木结构房屋设计建造出来,从外形看不仅美观复古小清新,而且木结构的房屋防震,结实耐用,防火防潮,而且环保节能,想像一下你居住在一个小溪边,溪边一个木屋,木屋前一个花圃,花圃旁一个藤椅,藤椅边一个圆桌,圆桌上一壶清茶,手里一根吊杆。

设计环境协调:木结构的房子要能与整个环境相协调。木结构建造的灵活性可以充分发挥个性化,人性化特点。木结构在园林景观中的应用更有利于结合文化特点,焕发历史神韵又不失现代气氛.木结构建筑将为不仅是可供使用的建筑实体,更成为一座座人文景观。

现代木结构设计概念,从规划角度谈现代木结构

设计木屋白蚁防治措施(白蚁防治要以预防为主)

1 采用合格并检疫检测过的木材。防止原材料上附有白蚁虫害。

2 工地管理

清除土壤中所有未处理过的木材

确保排水系统将屋顶和地面上的水从工地排走。

3 对地基土壤处理(土壤屏障)

在土壤中施加防白蚁药剂。实践证明该方法有效且能达50年之久。

格栅间隔小于1mm的不锈钢丝网。铺设在基础下以及基础的周围,特别注意在穿过混凝土板的管道和柱子周围固定钢丝网。

在混凝土板下或者敞开的架空层内铺设筛选后的大小不一的砂砾或者沙粒,能形成一道有效的白蚁阻隔屏障。

4 混凝土板与基础

将混凝土板与地基整体现浇。由于白蚁能通过极小的缝隙,混凝土板和墙体必须合理加筋并适当养护,尽量避免混凝土出现裂缝,并在施工缝位置做好屏障。

基础墙外侧暴露部分应至少超出地坪15cm.

5 结构耐久性处理

任何白蚁,都无法侵害通过加压防腐处理过的木材和板材。

白蚁无法侵入用铬铜砷合剂或者硼酸盐加压处理过的木材。用硼酸盐处理过的木材经过大量的试验证明对白蚁具有抵抗力,但是只适用于室内环境,因为它是一种水溶性化学药品,硼酸盐在防腐处理过程中可以有效的渗入木材,并且与人接触时,不会对人体造成伤害。硼酸盐对环境无害。

6 监控与维修

定期检查极为重要,以便及早发现问题。

检查靠近土壤的基础部分有无垃圾和其它食物源

有无白蚁通道和潜在白蚁进入房屋的桥梁:屋顶的树枝垂在屋顶也算哦。

检查所有可能的湿气源,如排水槽,管道,浴室和空调等

应避免过多的垃圾累积和积水。

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