木结构

[资料来源:Chinabuilding] [阅读次数:12462] [加入时间:2010年6月4日] [字号: ]

特点

现在芬兰大约有70%的木材房屋是预制的,由工业化的标准和自动化的生产所支撑,如原木的风干、最精确的尺寸加工等。房屋的整个框架可以在短短的几天内搭建完成,并不受气候可能带来的不利影响。至今,人们仍把注意力集中在密封条、绝缘和压缩的解决方案上。



木质住宅的特性

原木:
是一种最坚实的建筑材料,其厚度至少在70mm,通常用来搭建木墙。原木是经过密封及相应的凹槽处理。

沉降:
沉降是由木头的自然风干引起的,在房屋的设计中,压缩横梁的使用是要将其考虑在内。在木质房屋中,沉降的程度大概是垂直面上每米会沉降10~50mm。大部分的沉降是由于木材的失水引起的。由于内墙的湿度小于外墙,所以内部间隔墙的沉降会比外墙多10mm。当砖墙、轻质框架间隔墙、台阶与原木相连接时,要将沉降的因素考虑在内。沉降的余量在搭建时一定要考虑在内,如果非沉降框架是承重部分,根据估计的沉降程度,就要有相应的地脚螺栓。

设计中,还应考虑框架在不同的面上由不同的基础来支撑,在较低的基础上要安装沉降的相关装置;如果在原有的木质住宅上进行扩展,要考虑到新房屋的沉降在不同时期与旧房屋是有区别的;贯穿地板、天花板和屋顶的管道系统,在管道和木结构作了相应的沉降考虑之外,中间要作相应的防火处理。

紧密性:
冬季,原木中的水分会转移到室内,进而减慢了内部空间的达成平衡的速度。在密封的凹槽处和连接处使用了压缩材料,这样会防止气体的渗入。同时,原
木上的裂缝也不会扩展至整个原木,也就不会影响整个木墙的紧密性。

木墙的耐用性和防护性:
木材的湿度是影响其耐用性的一个非常重要的因素。细菌与真菌只有在湿度大于20%和温度大于5℃的条件下才会繁衍。只有外部湿度常年在85% 以上,木材的湿度才会达到上述的标准。

防护外墙的方法:
保护木质房屋外墙的目的主要是为了保持其外观和结构上的特性。这些特性会因为细菌的衍生、潮湿和紫外线辐射而受到损害。保护木墙的方法有三种,即结构保护、使用化学物质或涂层保护。最好的效果是三种方法结合使用。

原木的伸缩性:
矩形和圆形的原木都是通过指状或环状接口来伸缩的,或使用连接来防止原木在水平和垂直方向上的移动。如果原木是通过连接口控制伸缩,接口就要置于墙角的穿插处。在伸缩口处,要保证墙体的横向有足够的硬度。

原木规格

木结构的设计原理

承重能力:
在芬兰建筑标准编码B10 中,阐述了在建筑中直接使用木质框架的相关考虑。圆形原木的承载力是300kN。矩形原木的承载力是240kN。承重结构中使用的粘合和指状接口要在芬兰环境监察机构认同的质量下生产。木材框架的承载力根据其耐用性进行分类,A.长期、B.短期、C.瞬时。木质住宅中木材的承重力通常都是根据B 标准来选材的。

承重木墙材料的推荐:
据VTT芬兰技术研究中心所进行的测试及测试报告,推荐以下规格的木材。
最终承重力的最小值是起始压缩承重力;
墙的高度不可超过3m;
原木交叉口的最小长度为600mm,超过600mm就会存在浪费;
原木交叉口的最大距离是8m;
当原木交叉口处的距离在4~8m时,木墙的承重能力相当于4m长的木墙;
矩形原木的厚度不小于70mm,而圆形原木的厚度则不小于130mm。

保温能力:
在芬兰建筑标准编码C3中,列出了对保温能力的要求。独立的传热系数K标准中木质住宅有不同的要求。
外墙:K ≤ 0.28W/(m2·K);最上端的天花板:K ≤ 0.22W/(m2·K);
地板:K ≤ 0.36W/(m2·K)(地面上的);K ≤ 0.22W/(m2·K)(通风的);
门:K ≤ 0.7W/(m2·K)(木镶玻璃的);
窗:K ≤ 2.1W/(m2·K)。

木墙的潮湿性:
由于潮湿度的考虑,一个坚实的木墙是非常安全的隔离,并为房屋提供相应的保护。木墙的湿度会随着外界环境的湿度而变化。最大的变化范围是墙体的厚度的1%。随着季节的变化,其湿度的变化最大可以达到木材表面以下5cm 的深度。

防潮性:
房屋湿度控制应注意下列几个方面。没有防水密封条时,不要把混凝土直接浇筑在木材上;木墙至少要在地面400mm 以上;不要在没有防护墙的地方安装淋浴器及其它用水的固定装置;安装防水密封条时,要格外小心,并遵照制造商的说明书。

木质结构的防火性:
在芬兰建筑标准编码E1中,写明了建筑物防火的规则。木材是一种易燃物,根据其表层的特性,将其分成表层燃烧缓慢和火焰延伸缓慢两类。尽管如此,木材的基础及相关的装备也会影响分类。



木墙的隔声性:
影响木墙隔声能力的因素包括它的质量、坚实程度和凹槽封条的紧密程度。通常宾馆或其它公共住所的隔声要求是39~68dB,主要取决于墙体空间的自然属性。可采用复合式的结构(例如木材+ 隔离层+ 木版)或其它相应的建筑材料来满足隔声的要求。

木质房屋的透气性:
室内必须有持续的空气流通,这样屋内的湿度才可以控制在对人们有益的范围内。空气可以从住宅的外围引入或者空气的直接转移。



施工选用要点

施工地点的储存:如果可以使木材免受阳光的照射,雨水和地面潮气的侵蚀,木材就可以存放在室外。存放在室外的木材距地面的高度至少要在30cm以上,为避免木材发生弯曲或翘曲,底部支撑木的距离不能超过1.5m。
要防止水在木材下面聚集,在储存过程中要有足够的防水油布,以免雨淋、融雪、尘土和阳光直接照射。透明的塑料膜不能保护木材免受阳光的照射。将木材覆盖之后,可以保证其内部空气的循环。防水布要直接扩展至覆盖整个木板或原木,但不要拖到地上。在堆叠木材的时候,每捆原木和每根原木之间要用横向的木板将其隔开。这样可以保证空气的流通和多于水分的流失。

在搭建的过程中,要保护整个框架部不受雨水的侵蚀。从长期的保护考虑,当外部空气较为潮湿时,防水油布下面要保证有持续的空气流通。此外,当搭建完成时,空气的流通也要格外注意,木质结构本身潮气的渗出可能会引起蓝斑。搭建过程中,应严格遵守制造商所提供的说明书。


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