关于装配式木结构体系在当代建筑设计中的应用研究

关于装配式木结构体系在当代建筑设计中的应用研究

发表时间：2019-09-22T00:16:59.280Z 来源：《基层建设》2019年第19期作者：孙世鑫

[导读] 摘要：当代建筑设计都会使用一些装配式木结构作为建筑构建方式，这种结构体系的广泛应用，有效的减少了资源浪费，对建筑行业可持续发展具有实际意义。

身份证号：23010219870707XXXX 黑龙江省哈尔滨市 150000

摘要：当代建筑设计都会使用一些装配式木结构作为建筑构建方式，这种结构体系的广泛应用，有效的减少了资源浪费，对建筑行业可持续发展具有实际意义。基于此本文着重对当代建筑设计中装配式木结构体系的应用进行分析，并指出目前我国装配式木结构体系的发展及存在的问题，为进一步发展装配式木结构体系提供借鉴。

关键词：装配式；木结构；建筑设计

引言

装配式木结构建筑具有很多的优点，比如提升建筑品质、将施工现场空气污染和噪声污染降低、减少资源消费、提高建造效率等。装配式木结构体系对传统的建筑产业升级换代起到了良好的促进作用，同时也使得建筑创新协调、绿色的理念落到了实处。

一、装配式木结构建筑的基本概述

（一）木结构的装配式概念

所谓装配式木结构，即是指木建筑的部分或者全部构件在构件预制工厂内生产制造，具有标准化与定量化的特点，然后通过特定的运输方式转移到施工现场，采取特定的安装机械以及可靠的安装方式将构件组装完成，使之成为具备使用功能的木建筑建造方式。

（二）木结构的装配式特点

与传统的装配式建筑相比，木建筑装配式的特征重点表现为下述的内容：首先，对比于传统建材而言，木建筑的装配式能够大大提高物料的使用效能，同时标准化的构件生产也能够在很大程度上节省物料成本，传统建筑材料的消耗量比较大，并且会产生大量的建筑垃圾，同时劳动强度大，木建筑的装配式特点能够避免这些弱点。其次，从实际建造成本考虑，现代木结构使用工厂预制、现场拼装的方式，节约了大量的人力。相对而言能够降低劳动力成本的投入，特别是在传统廉价劳动力为基础的施工生产方式正在日益受到挑战的今天，木建筑的装配式特点能够将更多的机械安装替代人工安装。再次，木建筑的装配式最显著的特点在于所有构件均为预制式的构件，因此施工更为便捷，同时对周边环境所产生的影响相对较低，工程进度快，节能效果好，同时由于木建筑的装配式构件均可以量产，是以能够实现对建筑构件质量的掌控。最后，由于建筑业是我国的耗能大户，木建筑的装配式构造能够节省大量的脚手架以及模板作业，反而减少了木材的使用量，在降低整体造价的同时保护了宝贵的森林资源。由于装配式的建筑木构件，导致现场作业并不多见，由此对应的噪音、烟尘的污染减少很多。

二、当代建筑设计中装配式木结构的主要应用形式

（一）装配式木框架结构

木框架结构即采用梁、柱等构件作为主要承重构件，以支撑、木骨架墙体、正交胶合木墙体等作为抗侧力构件的木结构类型，常见有木框架—支撑结构、木框架—剪力墙两种类型，广泛应用于低层、多层的办公楼、住宅、公寓等建筑。装配式木框架结构多为构件或组件为主的预制与装配。如由日本建筑师坂茂设计的位于瑞士苏黎世的Tamedia办公大楼。该项目最大的特点在于其独特木构架体系与节点处理，将传统榫卯结构演绎为构件穿插的连接方式，有传统的穿斗式建构意向，现代又不失传统意趣。

（二）装配式木空间结构

空间结构即具有三维空间形体且在荷载作用下具有三维受力特性的结构，常见有网架、悬索、薄壳、薄膜等几类，应用于大跨大空间建筑如体育场、游泳馆、滑雪场、会展建筑以及城市公共活动场所，装配式木空间结构多以构件、组件为主的预制与装配，如德国建筑师JuregenMayerH与奥雅纳（AURP）工程咨询公司合作设计的位于西班牙城市塞维利亚Encarnacion广场的“都市阳伞（metropolparasol）”。该建筑由6个硕大的木质网格“阳伞”交错连接，建筑总长150米、宽75米、高28米，呈南北向延伸。整个建筑由3000多个组件组成，木材采用新型木制材料，表面涂刷聚氨酯涂料，采用植筋与钢连接件的方式，是目前世界上最大的木结构建筑之一。

（三）装配式木混合结构

木混合结构中，以木结构框架与混凝土核心筒的混合形式为主，多应用于多层、高层的住宅、公寓、酒店、办公楼等建筑。装配式木混合结构的钢筋混凝土核心筒多以现浇为主，木结构部分可采用多种结构预制组合的方式，采用装配化施工方式，如2016年8月刚刚结构封顶的、目前世界上最高的、坐落于加拿大英属哥伦比亚大学（UBC）的18层胶合木结构学生公寓，在装配化方面起到了示范作用。该项目采用层板胶合木柱、正交胶合木楼板形成整体竖向承载体系，水平力则由两个钢筋混凝土核心筒承担。其胶合木结构的装配化体现在：木柱、木楼板的标准化钢连接件技术，包括窗户在内的全预制外墙板在木楼板外侧的标准化挂置技术，采用钢垫板调节木柱蠕变的标准化柱高解决方案等，这些技术的应用使18层、面积逾15000m2的木结构在不到80天的时间内就完成了结构整体及外墙的安装。

（四）装配式木剪力墙结构

木剪力墙结构即采用剪力墙作为主要受力构件的木结构类型，常见的可作为剪力墙的有木骨架墙与正交胶合木墙两类，相对应的有轻型木结构与正交胶合木结构两种类型，广泛应用于低层与多层的办公楼、公寓、住宅等建筑。装配式木剪力墙结构多以组件或单元、模块为主预制与装配。如由建筑师AndrewWaugh与AnthonyThistleton合作设计的位于英国伦敦的Stadthaus公寓大楼，共9层，建筑高度29.75米，建筑平面尺寸约为17.5米×17.5米，是一座典型的木剪力墙结构建筑。

三、应用前景分析

应该在条件具备的地方，积极建设好现代木结构建筑。具备条件指的是什么呢？我国住房和城乡建设部、发改委在2016年签署印发了《城市适应气候变化行为方案》，在该方案中明确提出，木结构建筑应积极在一些地震多发地区发展；将木结构应用在政府投资的一些底层公共建筑，比如敬老院、托幼、学校和园林景观等地。此外，《促进绿色建材生产和应用行为方案》中也对此进行了很好地概括：积极发展木结构建筑，积极在政府投资的学校、托幼、敬老院、园林景观等底层公共建筑级城镇平改坡中使用木结构建筑。将木-混凝土、木-钢组合结构建筑在多层中推进使用，将木结构建筑积极在旅游度假区和木结构建筑为特色的地区推广，将木结构农房在一些经济发达地区的农村自建住宅和新农村居民点建设中大力推进建设。这些规定的出台都为木结构建筑提供了政策性的指引方向。