北美轻型木结构建造过程详细介绍
北美地区微型木结构房屋的发展现状(二)结构与设计
尔建ih €!EWood Architecture Field图2.典型微型木结构房屋平面布局LOFT FLOOR PLAN阁楼平面图(照片来源:Zipkithomes )北美地区微型木结构房屋的发展现状(二):结构与设计■张岱远 1,2/Zhang Daiyuan / 龚蒙2 / Gong Meng /(1南京林业大学材料科学与工程学院,中国南京「新不伦瑞克大学木材科技中心,加拿大弗雷德里克顿)摘要:本文对北美地区微型木结构房屋的市场现状进行了总结,分析了典型企业的经营思路和设计方向,对移动式和固定 式两种微型木结构房屋的结构和用材进行了调研分析。
随后通过搜集50个微型木结构房屋的室内平面布局图对现有的微型木结构房屋的室内设计进行归纳分析,总结了目前微型木结构房屋设计中空间布局的规律,如厨房柜体数量、客厅和卧室常见位置等。
最后本文从不同目标用户的使用需求、控制建造成本和提高空间利用率的角度对微型木结构房屋的室内设计提出了一些改进思路,比如针对无家可归人群的微型木结构房屋的适用面积应该控制在13 m 2(139 ft 2)以内。
再比如阁楼区域高度的设计应参照男性坐姿身高第95百分位是0.99 m(3 ft 3 in),将微型房屋的主要区域层高定为2.10 m(6 ft 11 in),阁楼层高定为1.60 m(5 ft 3 in), 即总层高 3.00 mm(10 ft 6 in)等。
关键字:北美地区,微型房屋,木结构,设计分析4■背量介绍经过21世纪初的“小房屋”运动的推动和受2008年次贷危机的影响,微型木结构房屋在北美地区已经拥有了大量 的拥护者,越来越多的公司和个人进入微型木结构房屋的市 场。
目前微型木结构房屋的主要结构形式还是以轻型木结构为主(图1),大量的个人工作室和小型公司采用以手工为主 的加工方式制作微型木结构房屋,在YouTube 网站上有大量微型木结构房屋的建造视频,同时一些微型木结构房屋也已经出现在各种展会上。
第2章 现代欧美木结构独立住宅分类图解——第1部分
第2章现代欧美木结构独立住宅分类图解——第1部分第2章现代欧美木结构独立住宅分类图解就木结构独立住宅而言,分析总结起来,有传统的原木住宅,有柱梁结构(Post and Beam)的重型木结构独立住宅,有实木住宅,还有现在比较流行的轻型木结构独立住宅(Light Timber Frame Construction)。
第1节实木结构独立住宅图解柱梁结构(Post and Beam)的独立住宅,木结构材料构件,粗大稳重,但是耗费木材却也较多。
柱梁结构承重框架,受力传递方向也比较明晰,留给人的印象就是这种结构的住宅形式比较牢固可靠。
某柱梁结构(Post and Beam)重型木结构独立住宅的施工现场从图中可以看出,柱梁结构构件连接,采用传统的卯榫构造连接方式,下部基础为现浇钢筋混凝土条形基础,上部承重框架,粗大厚实。
场从图中可以看出,独立小住宅,为一层半结构形式。
柱梁结构构件连接,采用传统的卯榫构造连接方式,下部基础为现浇钢筋混凝土板式基础,上部承重框架,粗大厚实。
场从图中可以看出,独立小住宅,为两层结构形式。
柱梁结构构件连接,采用传统的卯榫构造连接方式,下部基础为现浇钢筋混凝土地下架空层基础,上部承重框架,粗大厚实。
从图中可以看出,实木独立小住宅,下部基础,为现浇钢筋混凝土板式基础,上部墙体、柱子、楼层、屋架,全部为经过加工的实木构件,搭建组合而成。
现正在进行屋面位置的施工。
从图中可以看出,实木独立小住宅,下部基础,为现浇钢筋混凝土板式基础,上部墙体、柱子、楼层、屋架,全部为实木构件,搭建组合而成。
屋架上部,屋面板的外侧,已经铺设一层蓝色的防水隔潮薄膜,保护薄膜的上方,已经钉设安装顺水木条和挂瓦木条。
从图中可以看出,独立小住宅为一层半结构,采用实木构件搭建而成,上部屋面铺设粘土瓦。
第2节预制木结构大板建造独立住宅图解在欧美地区,采用工厂化生产独立小住宅的各个部件,然后将这些结构构件,运输到施工现场,借助机械设备吊装,现场装配搭建独立小住宅。
轻型木结构介绍
轻型木结构介绍美国林业及纸业协会许方简介中华人民共和国建设部和国家质量监督检验检疫总局于2002 年4 月25 日联合发布了关于国家标准《木结构工程施工质量验收规范》的发布通知。
该规范于2002 年7 月1 日正式实施。
在这本新出的施工质量验收规范以及今后将要出版的《木结构设计规范》中,都新增加了“轻型木结构”一章。
这样,作为一种较新的结构体系,轻型木结构从设计和施工质量验收上都有了规范体系的法律保障。
目前,轻型木结构在世界上不少国家地区的住宅以及商业和工业项目中获得了广泛地应用。
单在北美,约有85%的多层住宅和95%的低层住宅采用轻型木结构体系。
此外,还有约50%的低层商业建筑和公共建筑,如餐馆,学校,教堂,商店和办公楼等,都采用这种结构体系。
轻型木结构体系,是将小截面构件按一定的间距等距离平行排列形成框架,然后在框架外根据受力需要,包上结构面板,形成建筑物的墙体,楼盖和屋盖等基本构件。
整个结构体系就是由这些墙体,楼盖和屋盖构成的箱形建筑体系。
作为一种高次超静定的结构体系,轻型木结构的结构强度通过主要结构构件(框架)和次要结构构件(墙面板,楼面板和屋面板)的共同作用得到。
本文通过对北美的轻型木结构所用的材料以及建筑构造特点的介绍,使得读者对轻型木结构有进一步的了解。
轻型木结构的材料规格材(Dimension Lumber)轻型木结构的框架,或者说骨架,包括楼盖搁栅,屋盖椽条,天棚搁栅以及墙体中的墙骨柱等(见图1),一般采用规格材。
所谓规格材是指按一定尺寸和模数制成的实心锯材,截面宽度一般为38 mm(名义尺寸2”),64 mm(名义尺寸3”),89 mm(名义尺寸4”)。
截面高度分为从38mm 到286mm(名义尺寸12”)之间几种不同的规格。
规格材虽然有三种不同的宽度规格,但轻型木结图1 图2构框架最常用的是截面宽度为38 mm(名义宽度2”)的构件。
规格材的长度一般为600 mm 为进级单位。
北美木结构房屋安装手册6-7
森豪木结构房屋安装手册2006-6-7(北美木结构平台式施工方法)现场材料的存放:分类码放,为避免倾斜、翻倒或重压,下面搁置垫木。
基础平台(一)施工起步:基础放线●首先在已完成的地基上对应图纸实施放轴线,座标线的左右误差及对角误差不能大于2mm。
轴线为建房的参照线,同时应放出轴线外端线段,(既龙骨墙外端)●此时发现地基面水平误差较大要做砂浆抄平,较小缝隙垫平即可。
(二)建房开始:第一步安装木基板●提前准备的工作:裁出40cm左右宽聚脂膜(塑料布)●开始建房的第一步是把灰绿色的“木基板”(ACQ防腐木)对照图纸与地基上用螺拴安装就位加垫拧紧。
注意安装木基板时要在板下面铺好40cm左右宽聚脂膜垫层并多半留在外边,木基板安装对齐事前放线的轴线外端线位置,整体木基板面出现不水平时,小毛病时用石子或砂浆局部补救。
之后可以在水平的“木基板”层上做地平台或进行无平台做法。
●首层地平台做法:是指别墅房屋首层的平台做法(根据图纸要求而定)具体施工是在“木基板”层上按图纸要求排列地龙骨,间距40cm左右要按OSB的实际合开尺寸排列,之后上面覆1.8 cm厚OSB板以龙骨间对接,固定用罗纹钉以18-20cm左右间距略斜方向钉牢。
做完的平台面露出地上的各种预留管道口要暂时封严。
地平台表面也要用塑布或聚脂膜等加以保护。
●无首层平台做法:(是今后常用的做法之一)针对单层木屋及度假木屋使用。
具体施工是在安装木基板后,不在做地平台,而是直接开始下道工序连接墙体。
此时现场预制好的龙骨墙体框架既可对位竖立,几个人一组从直角处开始连接,每个接点处用两个8-10cm自攻钉(或钉)以略斜方向交叉形钉牢。
墙体框架对应图纸不要搞错正反方向,整体墙框架组建过成要保证垂直方正,注意墙端处的双龙骨在直角处要上下交错搭接,不能出现两层龙骨同一方向顺茬连接。
墙体外则面用1cm厚的OSB固定。
从墙端处连接预制好的屋顶构架,墙端处用直角铁连件固定。
屋架的排列间距40-60cm左右(按图纸要求)间距要符合OSB尺寸的龙骨间对接,整体屋架固定后用1cm厚的OSB(或1.8cm的OSB/按图纸要求)交错成型钉牢于屋顶表面,()此后木屋主体基本构成。
美国的一幢木结构住宅
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地下室墙体外侧喷沥青:
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地下式墙体内侧贴约 20 厚的木板。木板表面贴有锡萡:
地下室地面下不做防水。他们是在地下室混凝土地面下铺设砂石 层,在砂石层内埋设带孔的塑料管道,通过塑料管道将地下水排到 一个集水井内,然后用水泵抽走:
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6
地下室地面下的砂石层上铺设有一定厚度的塑料膜,在塑料膜上浇 筑混凝土,作地下室地面。塑料膜起防潮作用:
美国建筑工人都有一个工具包:
一节可以拖到汽车上运走的车厢是他们的库房:
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库房用以放置发电机、空压机、手提电锯、气动钉枪、汽油和钉子 等。 还有一节可以拖到汽车上运走的车厢是他们的建筑垃圾箱:
建筑垃圾都随手丢到车厢内。车厢装满建筑垃圾了,就把垃圾箱拖
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到一辆汽车上,运走。 这幢二层住宅施工,他们没有搭设外脚手架。要登高作业,他们就 用梯子:
砖墙和木板墙之间有拉结。但砖墙并不承重。荷载由木板墙承受。 在美国还没有见到国内常用的砖混结构。
关于砖墙,这里多说一两句。美国的砖墙都是清水墙,不粉刷, 不贴面砖:
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换气孔
墙体下部的孔是通风换气孔。砖墙和木板墙之间有空隙,这些换气 孔就是为了使空隙间的空气流动,以免木板墙受潮。这和国内木屋 顶的老虎窗作用类似。美国木结构屋顶上也有通风换气孔:
这是他 们的库 房
这是他 们的流 动厕所
手提电锯需要用电,他们用一个小发电机发电:
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空压机, 自带发电 机
汽车车厢 是他们的 库房
发电机
他们使用气动钉枪钉钉子。速度快,也不怕遇到木节钉不进去:
工人戴 了太阳 镜
国内也有这种气动钉枪。但建筑工地没有使用。气动钉枪的动力,
轻型木结构介绍
轻型木结构介绍轻型框架即是将间距紧密的规格材部件和覆盖层联合使用,以形成一幢建筑物的结构基础。
此结构基础可提供刚性、为内装修和外包层提供支持、并为放置保温材料留出空洞。
轻型框架是北美住宅建筑业最常见的方法。
此建筑形式也可用于较大规模的商业和公共建筑物。
例如,位于加拿大温哥华的林木产品研究基地加拿大林产工业技术研究院(Forintek),其占地9300平方米(100,000平方英尺)的办公及实验用建筑物即是大规模使用轻型框架结构的范例。
一幢住宅楼的墙壁通常可能为38 x 89毫米(名义尺寸为2 x 4英寸)、高度为2.4米(8英尺),而Forintek建筑物的墙壁则由38 x 235毫米(名义尺寸为2 x 10英寸)的墙骨建成、从楼板到天花板的高度为5米(16英尺)。
结果是:该幢建筑物的牢固程度足以满足作为研究场所的严格要求。
在建造结构型构架时,轻型框架使用的是规格材(通常为38毫米(名义尺寸为2英寸)宽的锯木、深度可高达286毫米(名义尺寸为12英寸))、以及尺寸相当的制成木制品。
这些主要的结构部件与覆盖层组件统一使用,从而为墙壁、楼板和屋顶提供刚性。
一般来说,轻型框架部件间的间距不大于600毫米(2英尺)。
对于某些承重结构而言,工程化木制品(如轻型框架桁架、预制木制工字型搁栅、或其它结构性产品如层积木(LVL)、平行积成木(PSL)和胶合层积木)可能会用作框架组件。
在需要有较大净空的条件下,轻型框架部件可能会与重梁或柱联合使用,以将荷载直接转移至地基。
上图显示的是框架部件的典型排列方法。
通过重复使用小部件和紧固件,框架结构形成了一种设计冗余,即:在主要荷载转移通道失效时尚有其它通道可供使用。
正因如此,框架结构不太可能突然失效,因此被认为是一种优良的建筑技艺,可以抵抗诸如地震和风力等情况。
木框架建筑应对地震的挑战许多人认为,在发生地震时,北美的独户住宅是最安全的地方。
有这种想法并不奇怪,因为北美的住宅几乎是木框架建筑的同义词。
北美木结构别墅住宅建造过程图解
北美木结构别墅住宅建造过程图解北美木结构别墅住宅建造过程图解北美民用住宅,下部基础,一般为现浇钢筋混凝土结构;上部承重架构框架,为北美地区常见的轻型木结构形式;上部屋面,一般是铺贴沥青油毡瓦片的屋面。
其中美国普通民宅的建筑面积大约在250平方米左右,折算成和中国一致的每平方米售价,不足1100美元,和大涨后的中国一线城市市区装修房价位,基本相当。
北美民用住宅,一般有四种形式:第一种是独门独户式的住宅形式,是美国民用住宅的主流,约占50%以上,多为1~2 层结构,室外庭院,铺植草坪、种植花卉树木,也有一定比例的家庭,还有建有室外游泳池。
这种形式的住宅,多为美国中产家庭的自有住宅。
第二种是小型公寓式的住宅形式,大约占30%~40%,多为 3 层结构,每栋住2户、4户,或者是10户左右。
这种形式的住宅,多为出租住宅。
第三种是大型公寓式的住宅形式,在美国国内,所占比例较小,多为5~6 层结构,一般是供出租使用。
第四种是高档豪华的别墅住宅形式,即所谓的“豪宅”,一般占地较大,建筑面积也较大,多为1~2 层结构。
别墅住宅的周边,一般有树丛、草坪和水面,宅院内部,功能设施配套齐全。
这种形式的住宅,在美国所占比例较小。
北美民用住宅,房间一般是横平竖直,内部格局,显得简洁实用。
厨房一般都是开放式的,并且备有早餐桌,每间卧室都设有衣帽间,大一点的独立住宅(SINGLE FAMILY HOUSE),一般将起居室厅和客厅分开,会客用其中小一点的,新式一点的住宅,更多用散点光源的吸顶筒灯,很少用集中光源的大吊灯。
住宅的下部,地下室里面,一般都不进行装修,主要用来放置采暖锅炉、冷气机和洗衣机、烘干机等设备,以及堆放杂物,但也有些人家,将其改造成视听室、健身房和客房。
下部基础及地下室(basement)墙体,为混凝土浇筑,上部墙体、地板均为木结构;轻型木结构墙体,用断面尺寸为2×4英寸或者2×6英寸的工程方木作骨架,墙体的两侧面上,覆贴2-3cm厚度的合成木板,即OSB定向刨花板。
芬兰古松HONKA原木建筑对比北美轻型木结构房屋
原木的运输和放置
古松所有原木构件都是在芬兰工厂预先设计并制 作完成,基本不存在建筑现场对原料的二次处理 过程。在包装和运输时对集装箱装载方式有严格 要求,最终到达地点后的摆放方式和离地高度也 均有细节要求,以确保每包原料都是最佳状态。
轻型木材的运输和放置
轻型木材大多数构件都是在现场加工制造,因此 运输物品基本都是木料本身,只要保证足够原料 能够运抵目的地即可满足要求。在实际使用中对 放置和环境的要求也比较简单。
原木房屋内的结构
根据图示可以看到,初步完成的原木建筑内部非 常清晰和简单,预制原木按照设计图搭建后整齐 结实。整块的原木本身具备了强大的保暖性和呼 吸性能,不需要使用其他材料辅助。
轻型木结构的内结构
左图是轻型木结构房屋初步搭建完后的状态,建 设工人将在木条外侧贴石膏板或木板做成内部墙 面,并且在木材中间填充各种填充物以确保保暖 效果。图中看到的木梁为木材料裁成薄片层积加 压胶合成制作的,一般作为房屋梁、柱用材(承 重构件)使用。
原木的防火特性
通过欧盟CE认证标准,在高温持续烧烤的首先2 小时内,原木建筑会非常完好的保持结构状态, 燃烧速度缓慢。即使时间超过120分钟后,古松 整体建筑中较为轻型部分(地板、窗户、门)被 燃烧完,您将可以看到一栋“竖立在火中的屋 架”。所有原木呈碳化状态,但仍然树立不倒。
轻型木结构的防火特性
轻型木结构无法处理木材沉降
目前国内不具备轻型木结构房屋的木材沉降处理 技术,如图所示,当红圈位置的木材经过温度湿 度变化出现形变后,会使窗户位置出现缝隙。因 此轻型木结构房屋至少每年需要调整1-3次才能 确保正常使用,一般采用用胶剂添补裂缝的方法, 并不能根本改变木结构房屋的沉降状态。
原木呼吸特性
原木建筑与轻型木结构的区别
北美木屋建造过程(详细)
图解:北美木屋建造过程(详细)在北美,大多数中产阶级都是住在这种房子里,100多年的历史发展下来,形成了一整套完整的建造体系,看完图片演示就明白大概了。
图片一:基础。
地下室是钢筋混凝土浇筑的。
上面2-3层的木结构房子,就从这几块垫底的木板开始搭建啦。
在浇筑混凝土地下室顶板时候要留下预埋铁件,铁件之上连接的第一块平放的木板,是经过处理的防腐木(CCA)。
这CCA,在所有外露构件上都要用到,后面还能见到不少。
图片二:墙体安装。
呵呵,是不是太快了?怎么一下子墙体就竖起来了?其实,在地下室施工后期,墙体就开始加工了,当然是基础木板安装好了,就能安装墙体了。
看到了吧,墙体中的骨架,是一块块矩形木块,专业术语叫规格材,由北美产云杉、花旗松、冷杉等原木加工成2×4、2×6、2×8、2×10(英寸)等规格的方木,英文简称SPF,屋架也是由这种规格材组成。
墙面好似我们常见的刨花板,这个板子叫做OSB板,是用原木的碎片高压胶合而成,其强度非常高,受力各向同性,厚度为12-15mm。
图片三:墙体节点构造和门窗洞口。
门窗洞口边上要加强,2-3块SPF叠加。
所有的电线管都可以埋在墙体里。
图片四:室内大梁立柱及木搁栅。
立柱和大梁,材料不是用规格材(SPF)组成的,它们是工程木,在轻型木结构中使用单板层积胶合木,英文简称LVL,就是用上述原木裁成薄片层积加压胶合成各种尺寸,作为房屋梁、柱用材(承重构件)。
楼板由工字形梁组成,专业术语叫木搁栅。
工字形梁,是由LVL和OSB组成,上下的翼缘是LVL,中间的腹板是OSB。
图片五:内墙。
内墙也是用SPF做骨架,用保温棉填充后,两边封上防火石膏板,就成了内墙。
图片六:从室外看二层楼板,木搁栅及支撑安装。
工字形梁之间用剪刀叉一样的小木块支撑固定,增强楼板的刚度(整体性)。
图片七:继续木搁栅安装。
图片八:呵呵,二层墙体终于竖起来啦。
图片九:屋架安装准备。
北美木屋建造过程(详细)
在北美.大多数中产阶级都是住在这种房子里.100多年的历史发展下来.形成了一整套完整的建造体系.看完图片演示就明白大概了。
图片一:基础。
地下室是钢筋混凝土浇筑的。
上面2-3层的木结构房子.就从这几块垫底的木板开始搭建啦。
在浇筑混凝土地下室顶板时候要留下预埋铁件.铁件之上连接的第一块平放的木板.是经过处理的防腐木(CCA)。
这CCA.在所有外露构件上都要用到.后面还能见到不少。
图片二:墙体安装。
呵呵.是不是太快了?怎么一下子墙体就竖起来了?其实.在地下室施工后期.墙体就开始加工了.当然是基础木板安装好了.就能安装墙体了。
看到了吧.墙体中的骨架.是一块块矩形木块.专业术语叫规格材.由北美产云杉、花旗松、冷杉等原木加工成2×4、2×6、2×8、2×10(英寸)等规格的方木.英文简称SPF.屋架也是由这种规格材组成。
墙面好似我们常见的刨花板.这个板子叫做OSB板.是用原木的碎片高压胶合而成.其强度非常高.受力各向同性.厚度为12-15mm。
图片三:墙体节点构造和门窗洞口。
门窗洞口边上要加强.2-3块SPF叠加。
所有的电线管都可以埋在墙体里。
图片四:室内大梁立柱及木搁栅。
立柱和大梁.材料不是用规格材(SPF)组成的.它们是工程木.在轻型木结构中使用单板层积胶合木.英文简称LVL.就是用上述原木裁成薄片层积加压胶合成各种尺寸.作为房屋梁、柱用材(承重构件)。
楼板由工字形梁组成.专业术语叫木搁栅。
工字形梁.是由LVL和OSB组成.上下的翼缘是LVL.中间的腹板是OSB。
图片五:内墙。
内墙也是用SPF做骨架.用保温棉填充后.两边封上防火石膏板.就成了内墙。
图片六:从室外看二层楼板.木搁栅及支撑安装。
工字形梁之间用剪刀叉一样的小木块支撑固定.增强楼板的刚度(整体性)。
图片七:继续木搁栅安装。
图片八:呵呵.二层墙体终于竖起来啦。
图片九:屋架安装准备。
屋架也是按照设计图纸早就加工好了(在工厂里).运到现场准备安装.其存放时候很讲究.必须保证平整.否则时间一长就会变形.影响结构安全。
美国轻型木结构别墅住宅建造过程图解
美国轻型木结构别墅住宅建造过程图解7北美地区,轻型木结构房屋住宅,主要结构用材,有三大类:规格材、工程木和板材。
其中,规格材,由北美产:云杉、花旗松、冷杉等原木加工而成,有:2×4、2×6、2×8、2×10(英寸)等断面尺寸规格类型,这些方木,简称SPF (spruce,pine,fir——云杉,松树,冷杉),主要用于房屋内外墙体骨架和桁架式屋架。
(SPF has been used extensively in North America for structural applications in wood-frame construction – the construction method of choice for almost all single-family homes.SPF已被广泛用于北美木结构建筑结构的使用——几乎所有的单户住宅选择的施工方法。
)工程木有多种,一般在轻型木结构中,使用单板层积胶合木,简称LVL(Laminated veneer lumber——单板层积材),就是用原木,裁成薄片,层积加压胶合成各种尺寸,作为房屋梁、柱用材。
板材是用原木的碎片,高压胶合而成,其强度非常高,受力各向同性,厚度为12-15mm,简称OSB(OSB - Oriented strand board 定向刨花板),用于外墙和屋面围护结构。
由LVL和OSB两种材料,组成工字形木搁栅,简称TJI(Truss Joist I-beam ——桁架搁栅工字形梁,其中,LVL为上下翼缘,OSB为腹板),用于楼板承重系统。
在基础部位和局部外露构件上,采用防腐木(CCA - Chromated Copper Arsenate——铬化砷酸铜——木材防腐剂的一种)。
木结构房屋承重构件为:墙体、柱、梁、工字形搁栅和屋架以及各类支撑。
外墙面呼吸纸施工。
呼吸纸是木结构房屋的保护膜,是一种单向透气层,能阻止室外潮气进入室内,室内的潮气内能排出,保持木材干燥,含水率平衡。
美式轻型木结构房屋建造过程
美式轻型木结构房屋建造过程转载自森林木屋/people/f20545350!f/121938243.html 2007-10-20 15:191994年,我回武汉的母校办事,在学校旁边的虹景花园住宅小区的工地上,我突然发现施工人员在用木材在盖房子!从事建筑结构设计我不由得驻足观看,他们的施工工艺完全不同于我从书本(《营造法式》)上学到的关于中国传统木结构建筑的建造技术,也颠覆了我童年记忆中的建木屋的景象。
这是我第一次看到运用北美轻型木结构技术建造房屋,当时不会想到近十年后我在首创参与建造了二百多栋轻型木结构房屋,北美木屋与我结下了不解之缘。
温哥华森林在策划阶段将产品定位在打造一个原汁原味的北美风情社区,得到了置业领导的首肯。
既然要做到原汁原味,首要一点就是房屋必须和北美的房屋做成一模一样(至少外观上必须是一模一样),加之营造国际化氛围的环境才能达到效果。
如何把房屋做成一模一样?北美同样的独栋房子(single house)均采用轻型木结构技术建造,我们是否照搬?说实话当时我们每一个人对木结构房屋的设计、施工和成本都可以说知之不多。
“非典”肆虐的日子里,我们在项目老总的带领下一头扎进了这片丛林,兵分三路,日夜奋战。
第一组人马专攻外立面材料,将加拿大设计师的图纸和从北美拍回的照片逐一分析,把四种风格建筑(都铎tudor、工匠crafsman、乔治亚georgian、草原prairie)外立面材料在旧建筑墙上一比一做样品,制定详细的施工操作规程和技术标准。
这一组还有两个重要课题:寻找国内的替代材料和如何在砖墙的外保温层上做好带龙骨的挂板。
第二组人员进行全面解剖轻型木结构建筑,与砖混结构房屋比较后分析其优劣势,为领导决策提供依据。
第三组人员则全力配合一、二组进行成本分析。
当时作为工程部经理,我参与了全部工作,但重心放在第二组工作上。
在此之前,我曾花了近两个月时间把公司何总给我的一本《加拿大木框架房屋建筑》仔细研读了一遍,这本书由加拿大国家抵押贷款与住房公司(CMHC)主编,详细全面地介绍了北美体系的轻型木框架房屋的建造过程,这对我来说是一个几乎全新的领域,好多技术词语是第一次看到,而且这本书的翻译完全是直译,语法按照英语习惯,有的句子冗长晦涩难懂,要反复读写几遍才能弄清楚意思。
轻型木结构建筑的结构与施工
轻型木结构建筑的结构与施工摘要:自从轻型木结构建筑引进我国后,因其诸多优点得到了很大的发展,一些发达地区的住宅建筑已经采用此类建筑体系,本文就针对轻型木结构建筑的结构和施工进行简单的阐述,以供建筑行业的发展提供一些参考。
关键词:轻型木结构;建筑;施工引言:轻型木结构建筑体系在我国其实已经有上百年的历史了,我国古代的民居、宫殿、寺庙等建筑都以木结构为主,比如梁、柱、架、檩等都是用木材制作而成。
木结构建筑源自北美,一般用于建造二至三层的建筑体,这种结构的建筑是将间隔比较紧密的规格材和覆面材料用钉子进行连接起来形成结构构件,从而构成木结构的建筑体系,因为这种结构有着众多优点,如综合能耗低、环保、可再生利用、抗震性能强、保温、工期短、维修方便等,所以在很多国家都得到了广泛应用,如加拿大、美国、芬兰、瑞典等国的低层住宅和公寓都使用了轻型木结构。
由于近年来国际交流的加强,国外的木结构体系和优质木材被大量引进,这使我国的南京、上海、北京、大连的一些城市的别墅都采用了轻型木结构,从而促进了轻型木结构建筑体系在我国的发展。
1轻型木结构建筑的优点1.1材料环保、可再生利用木结构建筑的原材料主要为木材,而木材是一种可再生利用的资源,只要科学地进行管理和使用森林资源,木材短缺的问题就能够解决。
如果合理地开采、种植,木材与钢材、砖石、混凝土这些建筑材料相比,是很容易生产的,木材的生产周期一般为50—100年。
我国的木材加工和林业都迅速地发展着,这就使很多速生材被应用到建筑结构中,从而使木结构建筑的原材料再生产周期相应地缩短了很多[1]。
1.2工期短,便于维修轻型木结构建筑的构件都是在工厂生产完运到施工现场的,如木屋架、楼面梁、墙骨柱、面板、椽条等,施工现场的主要工作是进行各种构件的组装和基础施工等,所以单个工程在进行施工时就比较容易加快进度,这样施工周期也就会相应地缩短。
与同类建筑施工相比,通常情况下,木结构的建筑施工周期要比砖混结构建筑的施工周期快1/2—1/3。
美国一幢木结构住宅外墙保护墙的施工介绍
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工人在现场根据墙高自己画皮数杆:
当天的砂浆,当天用完。下班时灰斗清理干净,集中放在一块:
17
用手动切断机切断砖块和厚度不大于 5 厘米的石材:
偏心轮
用手动千斤顶切断厚度大于 5 厘米的石材:
18
手动千 斤顶
四、皮数杆和拉线: 这个工地用∠50 和∠40 的等边角钢做皮数杆 (∠40 的角钢肢较厚) :
6
包装袋上标明,这是 N 型砌筑水泥。美国圣玛丽水泥股份有限公司 生产。 砌筑水泥强度低,不能用于结构混凝土。只能用于砌墙和粉刷。拌 合的砂浆,和易性好。 砂浆的水泥用量可以通过分析砂浆的搅拌过程计算出来。 使用的砂浆搅拌机:
7
这是一种绕通过底部中点的径向轴回转的的砂浆搅拌机。料斗可以 翻转朝下,卸料方便:
2
打头缝
随砌随勾缝:
工具 包
勾缝后,用毛刷将墙面刷干净:
3
在铺设砖块时,砂浆会进入到空心砖的孔洞和砌体的竖缝内。这样, 砌体的水平灰缝和竖缝都很饱满;由于孔洞直径有 38mm 大,进入到 砖块孔洞内的砂浆,将孔洞填满了。同时,上层砖块两端的两个孔洞 与下层砖块的孔洞部分或者全部是贯通的:
4
(照片是笔者干铺一层砖后拍摄的) 这样,孔洞内的砂浆,在砌体内便形成了竖向的“砂浆芯柱”,加 强了砌体的整体性。我们也可以用画图的方法证明这点:
窗洞口上 侧,卷材 上翻高度 约 30 厘 米
∠75 等边 角钢过梁, 窗洞口宽度 2.1m
排水绳子
窗洞口下 侧的防水 卷材,上翻 约 10 厘米
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车库门过梁 上的卷材, 上翻约 300 门上的装饰 石材,与木 板墙有拉结 车库门的角钢过 梁,∠128×90, 车库门宽 5m
车库门的角钢过梁较大,竖向肢与木板墙用螺栓连接。 墙体的下部也放置有防水卷材:
加拿大轻型木建筑建造规范介绍
加拿大轻型木建筑建造规范介绍轻型木结构介绍轻型框架即是将间距紧密的规格材部件和覆盖层联合使用,以形成一幢建筑物的结构基础。
此结构基础可提供刚性、为内装修和外包层提供支持、并为放置保温材料留出空洞。
轻型框架是北美住宅建筑业最常见的方法。
此建筑形式也可用于较大规模的商业和公共建筑物。
例如,位于加拿大温哥华的林木产品研究基地加拿大林产工业技术研究院(Forintek),其占地9300平方米(100,000平方英尺)的办公及实验用建筑物即是大规模使用轻型框架结构的范例。
一幢住宅楼的墙壁通常可能为38 x 89毫米(名义尺寸为2 x 4英寸)、高度为2.4米(8英尺),而Forintek建筑物的墙壁则由38 x 235毫米(名义尺寸为2 x 10英寸)的墙骨建成、从楼板到天花板的高度为5米(16英尺)。
结果是:该幢建筑物的牢固程度足以满足作为研究场所的严格要求。
在建造结构型构架时,轻型框架使用的是规格材(通常为38毫米(名义尺寸为2英寸)宽的锯木、深度可高达286毫米(名义尺寸为12英寸))、以及尺寸相当的制成木制品。
这些主要的结构部件与覆盖层组件统一使用,从而为墙壁、楼板和屋顶提供刚性。
一般来说,轻型框架部件间的间距不大于600毫米(2英尺)。
图1 表示一个框架构件的典型排列对于某些承重结构而言,工程化木制品(如轻型框架桁架、预制木制工字型搁栅、或其它结构性产品如层积木(LVL)、平行积成木(PSL)和胶合层积木)可能会用作框架组件。
在需要有较大净空的条件下,轻型框架部件可能会与重梁或柱联合使用,以将荷载直接转移至地基。
上图显示的是框架部件的典型排列方法。
通过重复使用小部件和紧固件,框架结构形成了一种设计冗余,即:在主要荷载转移通道失效时尚有其它通道可供使用。
正因如此,框架结构不太可能突然失效,因此被认为是一种优良的建筑技艺,可以抵抗诸如地震和风力等情况。
轻型框架的特点多功能轻型框架是一种既有功能性又有多样性的建筑方法。
轻型木结构制作与安装
8轻型木结构制作与安装轻型木结构的施工程序首层地面为木楼盖时,宜采取下列施工程序:基础与地梁板→首层木楼盖→一层木墙体→二层木楼盖→二层木墙体→…,… →木屋盖及吊顶。
当首层地面为混凝土或其它非木质地面时,宜采用下列施工程序:基础与地梁板→一层木墙体→二层木楼盖→二层木墙体→ …,… →木屋盖及吊顶。
基础与地梁板轻型木结构的墙体及墙骨应支承在混凝土基础或砌体基础顶面的混凝土圈梁上,混凝土基础或圈梁顶面应原浆抹平,倾斜度不得大于2‰。
基础顶面标高应高于室外地面标高以上,在虫害区应高于以上,并保证室内外高差不小于。
无地下室时,首层楼盖应架空,楼盖底与楼盖下的地面间应留有净空高度不小于150mm的空间,在此高度内的内外墙基础上应设通风洞口,保证有良好的通风环境。
地梁板规格材的截面尺寸不应小于40×90 mm,其宽度也不小于墙骨截面的高度,并应经防腐处理。
地梁板应用预埋在基础中直径不小于12mm的螺栓牢固地锚固,螺栓在混凝土中埋深不小于300mm,中心距不大于。
在每根地梁板两端和每片剪力墙端部均应有螺栓锚固,端距不大于300mm。
地梁板与基础顶的接触面间应设防潮层厚聚乙稀薄膜),存在的缝隙需用密封材料填满。
墙体制作与安装应根据轻型木结构房屋不同抗风措施,选择墙体制作与安装方案。
当采用圆钢螺栓穿过各楼层墙体底、顶梁板整体锚固墙体时,墙体宜采用水平制作,逐块扶直安装的方案施工;当上、下层墙体中的墙骨需要用金属连接件相互拉结时,宜采用原位垂直制作与安装墙体。
安装到位的墙体无可靠支撑时,应设临时支撑,以防倾倒。
墙体木构架的墙骨、底梁板及顶梁板应采用设计文件规定的规格材,但三者昀小截面厚度皆不小于40mm,且宽度应相同。
承重墙规格材目测材质等级不低于Vc,墙骨可采用指节规格材,但不能用连接板接长。
墙骨间距不应大于600mm,承重墙转角和外墙与内承重墙相交处的墙骨不应少于2根规格材(图;楼盖梁支座处墙骨规格材的数量应符合设计文件规定;门窗洞口宽度大于墙骨间距时,洞口两边墙骨至少用2根规格材,靠洞边1根可作门、窗过梁的支座(图。
现代木结构房屋的建造与施工
现代木结构房屋的建造与施工【摘要】在我国,木结构建筑有着悠久的历史,但近代由于木材资源合理开发加工的能力较低,木结构在我国的应用极少。
随着环保型经济的发展,在能源紧张,环保形势严峻的今天,需要我们在新的时代层面上重新审视这种结构体系。
现代木结构建筑作为一种在北美及世界各地风行的建筑形式,以其优异的节能环保特性,建造速度快及综合成本经济合理等优势得到了各方面的广泛认可。
【关键词】轻型木结构房屋;环保;建造方式;良性循环建造方式1. 平台框架式轻型木结构房屋是指用由间距较密的规格材和覆面材料用钉子连接组成结构构件的一种木结构房屋体系。
北美轻型木结构体系房屋从建造方式上可分为两大部分—基础和上部结构。
基础一般采用钢筋混凝土结构形式,即地下室部分;无地下室的部分采用条形基础及钢筋混凝土圈梁,在钢筋混凝土墙或圈梁顶部预埋连接构件,将木制基板锚固在基础墙顶上,从而连接上部木结构部分。
上部木结构由木结构框架、板壁填充材料、框架覆面板及装饰材料组成。
木结构主体框架主要包括木柱、木梁、木搁栅,节点处采用金属齿状连接件(镀锌齿板)加以连接。
采用了平台框架建筑的构造方式,其优势在于组装完一层墙体后就组装楼板系统,从而为其上一层墙体的搭建提供了一个工作平台,这样墙体就可以分层架设,而无需借助大型提升设备。
轻型木结构房屋因其建筑综合能耗低、建筑材料环境亲和力强、抗震性能好等突出优点在北美、加拿大等国家广泛应用,几乎所有的低层住宅都是轻型木结构房屋。
2. 工厂预制式在欧洲,现代木结构房屋基本采用此种方式。
由业主根据家庭需要进行定制,从设计到施工一条龙服务。
从楼盖、梁、墙体、玻璃阳台等等,全部在工厂加工完成,到现场进行简单的组装。
楼盖主要由梁(组合梁)、搁栅和楼面板组成。
梁由紧固在一起的规格材或工程木产品制造而成,为楼盖搁栅提供中间支撑。
楼盖搁栅由规格材或工程木产品制成,由一系列水平结构构件组成,用于支撑楼板面板、吊顶及其上的荷载。
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图文:北美轻型木结构别墅建造过程1作者:民智一郎 西方小住宅建筑爱好者、温哥华找房网专栏作者。
建造时间:2006年建造地点:美国,北卡罗来纳州,戈尔兹伯勒。
第一部分民智一郎,对木材以及对木结构住宅的一些粗浅认识木材,是人类比较早就应用的一种常用建筑材料。
天然生长的树木加工而来的木材,轻质可塑,在住宅建造中比较多见。
树木种植,木材生产加工,相对于水泥钢筋混凝土以及粘土砖块等材料的生产加工而言,对地球环境的影响是有着好的一面。
按照现代的说法,木材还是一种可再生的环保型的材料。
过去,人们对木材的认识是:木材容易遭受水体的浸湿,木材容易腐朽,木材容易遭受虫蚁的蛀蚀,木材容易降低结构强度,木材容易着火产生危险的火灾,等等。
现如今,采用现代技术加工制作的木材,配合多项技术构造措施之后,则可以较好地避免或者克服上述种种缺陷。
木材属于天然无污染的产品,是人们愿意使用的一种比较亲近的家用材料。
使用木材建造的房屋住宅,与使用水泥钢筋混凝土,或者是使用砖石等材料建造的房屋住宅相比,有着一些特点:木结构住宅,建造施工效率高,建造工期短,建造现场湿作业少,房屋体重较轻,抗震性能好,配套防火、保温、隔热、吸音、隔声等多项技术措施以后,现代木结构住宅,冬暖夏凉,节能环保。
在人们比较关注的木结构住宅的防火阻燃性能方面,经过积累历史经验分析来看,实际上要靠三个方面的综合配套来保证:一是人防,二是物防,三是技防。
所谓“人防”,就是在木结构住宅的使用过程中,人们平时就要有意识地注意防火,生活中,尽可能地避免或者减少火灾灾害的产生;所谓“物防”,就是指,组成房屋结构框架的木材构件本身,可以预先进行防火耐燃方面的技术处理,另外,在围护构造上,使用难燃的材料进行围护,有效切断火苗接触的途径;所谓“技防”,就是住宅内部要配备消防器材,配备灭火器、烟雾发生报警器,等等。
虽然大家会从电视上经常看到,西方某某国家,某地的木结构住宅发生了火灾,造成了财产损失和人员伤亡,但是,相对于世界上一些落后国家,住宅发生灾害的情况而言,从统计上来讲,所占比例应该是比较少的。
经过冷静的动脑分析,大家也不难会得出这一结论。
第二部分关于西方国家轻型木结构住宅的部分补充图片材料原木加工锯材示意图在欧美地区流行的现代轻型木结构独立住宅中,主要使用所谓的“规格材”木材构件。
所谓轻型木结构独立住宅,是指利用规格材和木质结构板板材,首先借助钉子,组合搭建独立住宅的墙体承重框架部分,然后,利用木搁栅构件,组合搭建水平承重楼层,利用多榀桁架屋架,组合搭建独立住宅的屋盖承重部分。
独立住宅整个承重框架体系建造完毕之后,在外墙的外侧,钉贴外墙壁板(或者叫外墙挂板),在木材框架的中间,填充无机物材质的保温材料,在外墙的室内一侧,钉贴防火纸面石膏板。
后续施工,则进行相应的室内外装饰装修。
现代木结构独立住宅,在欧美等发达国家应用比较普遍。
有数据表明,在北美地区,80%的人居住在木结构独立住宅里面,在北欧的芬兰和瑞典,有90%的民居住宅,为一层或者两层的木结构独立住宅。
轻型框架式木结构承重体系,是由构件断面比较小的规格材,均匀密布连接组成为一个整体系统,通过系统中的主要结构构件和次要结构构件共同作用,来承受各种荷载,并将荷载传递到基础上。
这种流行于北美的住宅建造方法,其木结构组成部分,俗称为“2× 4”结构。
“2×4”结构的主要特点是使用标准规格的木材构件,在木材加工厂或者独立住宅的建造施工现场,拼装制作墙体框架单元,在施工场地,搭建组装住宅的木结构墙体框架系统,在楼层、墙体、屋面部分,均铺设标准规格的结构胶合板或OSB定向刨花板。
北美规格木材软木质木材的规格尺寸表北美轻型木结构住宅规格材断面尺寸标注示意图规格材断面标称尺寸与实际尺寸对应关系示意图approximate dimension of 2″ thick stock lumber:2英寸厚规格材近似尺寸工厂加工生产的轻型木结构住宅用材2X4规格材堆放场地天然木材属于各向异性材料,未经过特殊构造处理,容易变形,由于木材纤维纹理方向的不同,其各方向的力学性能指标也不一样。
采用现代技术和措施,经过深加工,可以尽量避免这些缺陷,将木材加工成性能稳定的构件材料。
“集成木材-Laminated timber”,也有的叫“胶合层积材”,或者叫“胶合木-GluLam”将经过处理的木材构件,按纤维纹理方向的不同,交错搭配,使用低毒性的粘合剂,经过高压处理,可以加工成所谓的集成木材构件。
某集成木材构件实物外观某集成木材构件实物端部局部外观某集成木材构件实物外观某集成木材构件实物样品局部外观某集成木材构件实物端部局部外观独立住宅建造现场,多根集成木材大梁,临时存放点。
某两层轻型木结构独立住宅,构造组成,三维立体剖解示意图。
(提示:轻型木结构独立住宅,外部砖墙,为围护性非承重墙体。
)SUPERGLASS HOUSE = Super Glass fiber Insulation House = 超厚玻璃纤维绝缘住宅=超厚玻璃纤维保温隔热住宅某轻型木结构住宅,构造组成示意图。
Single top plates:单层顶板No headers in non-bearing walls:非承重墙上不需要门楣板Windows aligned with stud layout:窗口跟立柱分布对齐Stack framing 24” O.C.:一组结构构件间距24英寸(60.96厘米)(O.C.——On Center:中心距离。
)某轻型木结构住宅,上部屋面,墙体、屋架、屋面板,三者连接关系示意图。
某轻型木结构独立住宅,几个关键节点部位,连接构造组成,三维立体剖解示意图。
某轻型木结构住宅框架组成局部示意图某轻型木结构住宅框架组成局部示意图某轻型木结构独立住宅,几个关键节点部位,使用钢制连接件固定连接,分解示意图。
某轻型木结构住宅框架组成局部示意图某轻型木结构住宅,首层地面,木搁栅/木托梁承重楼层结构,组成示意图。
某轻型木结构住宅,外部墙体下部,木搁栅承重楼层外端,钢筋混凝土基础墙顶面,三者连接关系示意图。
STUD:木结构立柱(墙骨)WOOD OR PLYWOOD SHEATHING:木板或胶合板护板HEADER JOIST:丁头搁栅/丁头龙骨/丁头托梁NAIL TO JOIST(JOIST NAIL):搁栅钉/龙骨钉/托梁钉TOENAIL TO SILL:斜钉下去的钉子到底部木板SUBFLOOR:底层地板JOIST:搁栅/龙骨/托梁SILL:底部木板BOLT (8’O.C.):螺栓(8英尺,约合2.4384米,O.C.——On Center:中心距离。
意思是:沿水平方向,每2.4384米,固定1只螺栓。
)SILL SEALER:基础墙顶面隔潮保护层密封某轻型木结构住宅,外部墙体下部,木搁栅承重楼层外端,钢筋混凝土基础墙顶面,三者连接关系示意图。
轻型木结构墙体框架构造组成示意图1、Top plate:顶板2、Diagonal brace:对角斜撑3、Jack stud (over):小立柱(在上面)4、Lintel:门楣板5、Head trimmer:上部托梁板6、Bottom plate:底板7、Common stud:普通立柱8、Jamb stud:门框立柱9、Secondary jamb stud:第二门框立柱10、Sill trimmer:窗台托梁板11、Jack stud (under):小立柱(在下面)12、Nogging:木砖轻型木结构墙体框架构造组成示意图Top plate:顶板Header:门楣板16” OC:16英寸(OC——On Center:中心距离。
),约合40.64厘米。
Window Rough Opening:粗糙窗洞口King Stud:主要立柱Trimmer Stud:短立柱Sill:窗台板Sill Plate:底板轻型木结构墙体框架构造组成示意图Wall Framing – Elevation:墙体结构——Section Thru Window Rough Opening:通过窗口粗糙开放部分(意义:右边立剖面图的产生:为沿左边图中,窗洞中间位置,竖向剖切,向一侧投影产生。
)Framing A Window Rough Opening:某粗糙窗洞口构造组成示意图轻型木结构墙体框架构造组成示意图轻型木结构墙体框架构造组成示意图TYPICAL 2X_:典型2X4断面,或者2X6断面,或者2X8断面,立柱墙体。
(标称尺寸:2X4英寸,实际尺寸:38X89毫米;标称尺寸:2X6英寸,实际尺寸:38X140毫米;标称尺寸:2X8英寸,实际尺寸:38X184毫米。
)TYPICAL FLOOR I-JOISTS:典型工字型楼层搁栅(典型工字型楼层龙骨)≤80 Feet INTERVALS:小于等于80英尺区间(即间隔:24.384米,需要设置1道双工字型楼层搁栅。
)墙体框架中,墙角位置的几种组合形式,三维立体剖解示意图。
Stud Corner:立柱墙角DRYWALL CLIP:纸面石膏板壁夹(提示:图中小黑点,表示连接固定钉子的位置。
)某种轻型木结构框架复合构造保温墙体组成示意图Standard Timber Frame Wall:标准木框架墙140X38mm Vac Vac Treated C.L.S Studs at 600mm Centres with 9mm OSB 3 Sheathing, providing a strong and economical to insulate structure.600毫米汞柱,压力浸渍,防腐剂处理,2X6英寸断面尺寸,木材立柱。
钉设3层9毫米厚护墙板,提供一个强大和经济的绝缘(绝缘,即保温隔热的意义)结构。
(vacuum treated:真空处理)轻型木结构框架复合构造保温墙体组成示意图,从外到里,构造组成:Outer Leaf of Masonry:外层砌体(Supplied by others:(或者是)其它替代)Drained and Vented Cavity:排水和通风空腔间隙Breather Membrane:呼吸膜“Tyvek House Wrap”:美国杜邦公司生产的“特卫强”外墙防水透汽膜(具有单方向透潮的显著特征,即潮湿气体,可以由里侧,通过特制呼吸膜,排到外侧,而外侧的雨水或者潮气,则不能通过呼吸膜,进入到里侧。
)OSB 3 Sheathing: OSB3定向刨花板外墙护板Thermal Insulation:热绝缘V.C.L (Vapour Control Layer):蒸气控制层Plasterboard:纸面石膏板某种轻型木结构框架复合构造保温墙体组成示意图(提示:外侧围护性非承重墙体,需要使用钢制拉接件(tie),与里层墙体进行拉接固定。