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木结构建筑的构造形式与抗震优势及防护

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木结构建筑的构造形式与抗震优势及防护
时间:2023-08-18 00:44:05     小编:高翠芳

首先介绍了传统木结构榫卯连接以及斗拱抗震的优势,列举了木建筑常采用的结构形式,然后说明了木结构建筑的弊端以及防护措施,最后基于木结构自身优势展介绍了目前以及未来的发展情况。

【关键词】木结构 抗震 榫卯 斗拱 防护

木结构建筑是中国传统建筑形式,目前世界上现存的最大木结构建筑群是我国的故宫,中国是最早应用木结构的国家之一。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。

一、榫卯和斗拱的抗震优势

连接时木结构的关键部位,设计与施工的要求应严格,传力也应该明确,韧性和紧密性能良好,构造简单,检查和制作方便,我们最熟知的连接之一即为卯榫连接。榫卯是极其精巧的发明,我们的祖先早在7000年前就开始使用榫卯技术,不费一钉一卯便将几根构件连接起来,这种连接方式使得中国传统的木结构成为超越了当代建筑排架,框架或者钢架的特殊柔性结构体,不但可以承受较大的荷载,而且允许产生一定的变形来吸收一定的地震能量,减小结构的地震响应。

此外提到中国古代木建筑一定不能忽视的是斗拱。在立柱和横梁交接处,从柱顶上加的一层层探出成弓形的承重结构叫拱,拱与拱之间垫的方形木块叫斗,合称斗拱。这种“斗上有拱,拱上有斗”的构件即使是在现在看来也是一项伟大的艺术品,斗拱外形美观灵巧,不仅仅是封建社会区分建筑等级的标志,中国古建筑屋顶挑檐采用斗拱形式的较之没有斗拱的,在同样的地震烈度下抗震能力要强得多。斗拱是榫卯结合的一种标准构件,是力传递的中介。过去人们一直认为斗拱是建筑装饰物,而研究证明,斗拱把屋檐重量均匀地托住,起到了平衡稳定作用。

二、木结构的形式

木结构因其构成的不同可以有不同类型,同一类型又可以有多种不同的形式。每一种形式的木结构都有它自身的强度刚度特征和一定的结构形态。

(1)梁结构。所有木建筑都存在众多水平放置的木梁来承载,梁结构也具有多种形式,如单向受力梁和多向受力梁等。

(2)桁架结构。桁架式“格构化”的梁,它由尺寸不大的木材料通过节点连接,造成结构高度大于梁结构高度的格构化构件,其强度与刚度比单根木料的梁大很多,因此可以承受较大荷载和跨越较大跨度。

(3)拱结构。木拱结构与其它材料的拱结构工作原理是相同的,但木拱结构有时需要考虑材料整体性要求,实体木拱拱身由单根材料制成,可以是圆木,方木,但由于材料截面受到供应的限制往往导致拱截面大小有限,故以矩形胶合木为多。

(4)木网架结构。在结构学界常常把它定义为“双向桁架式网架”,可用作大跨度的体育场汇演中心等,日本有体育场采用这种结构形式。

三、木结构的防护

木结构是一种“耐热”构造,它不会因温度的变化而导致损坏,但木结构建筑较之常见的钢筋混凝土或砖结构等建筑相比其不足之处在于木结构抗腐蚀,耐火等性能很差。古代建筑虽是以木结构为主,但在木柱与地面之间还是砌有石墙以防止木柱直接受潮或被虫蛀。只要按照木结构规范要求进行处理,一般都能达到防火抗腐要求。

为了防止木结构遭受火灾的危害,在设计上除应遵守国家现行建筑设计防火规范的规定外应采取下列措施:

(1)在有火源的房屋内需设置放火隔墙,防火幕,石棉隔板等,不得将木结构包裹在防火墙内。

(2)当房屋有采暖通道通过木构件时,其管壁表面应与木构件保持不小于50mm 的净距离或用非燃烧材料隔热。

(3)有可能遭受火灾危害的木结构宜采用刨光的方木或原木制作,木屋盖的吊顶及木隔墙等应采用抹灰或设置水泥石棉板,石膏板等防火措施,保温和隔音材料宜采用非燃烧材料等制作。

木材防腐防虫也是不可忽视的一项重要问题,木结构的腐蚀与虫蛀与木材的湿度有关,含水率超过25%,腐蚀才会发生,白蚁等蛀虫才会在潮湿环境中生长。

在构造上防止湿度大及湿度反复变化的方法一般是把屋面墙壁等结构做好防潮,住脚做好防潮,木构节点保持良好通风,此外,再进一步采取化学药剂处理,此过程中应注意化学药品的选用与人使用的安全问题。

四、木结构建筑的优点及未来发展

中国古代木结构建筑的最大优点在于将美观与实用结合的淋漓尽致,像山西应县的木塔,距今已有900多年的历史,遭遇地震依然屹立不倒,且外形美观。因此这是现代建筑应习得的优点。

此外,木料本身是一种环保材料,它自重轻,成本低,容易维护,可以改善环境质量,加之容易表达出丰富的艺术人文效果,备受设计师们喜爱。

目前,木结构建筑已被我国许多休闲地产、园林建筑青睐。许多建筑、园林设计公司,为了体现自然、增加商品附加值而选择木结构。国外部分木结构生产、经营企业的进入,带来了新工艺和新的设计理念,极大地促进了国内木结构建筑行业的发展,一些国内起步较早的木结构制造商、防腐木生产企业也日渐壮大。国内木结构生产、经销商数量一直保持着上升趋势,随着我国休闲城市园林绿化建设的快速推进,加上人们对回归自然、提高生活品质的要求越来越高,以及上海世博会大量推广的节能低碳竹木结构建筑,木结构建筑逐渐成为环保的宠儿。

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摘 要:人们对建筑的需求越来越高,这使得建筑行业发展的较为迅速。工民建是我国建筑行业的基础,人们对其的关注度也逐渐增多,而判断建筑质量的指标也不再向从前那样单一化,建筑的保温和隔热等效果已经成为新的判断指标。本文分析了......
土木工程建筑结构设计相关问题探讨
发布时间:2023-03-10
摘要:新时期我国建筑行业取得了突飞猛进的发展,土木工程建筑工程规模在不断的扩大。越来越多的人开始关注建筑工程的质量问题。强化土木工程研究与管理是我国建筑行业发展的总体思路,是促进建筑行业健康发展的重要措施。因此要完善......
民用建筑防雷设计及施工构造要点分析
发布时间:2023-04-18
摘 要:随着时代的发展与社会的进步,城市化进程不断加快。民用建筑逐步增多,其高度与规模也不断扩大。尤其是现代化家电设备的增多给建筑防雷提出了新的挑战。雷击对建筑物以及人们的安全造成了严重的影响。本文在参阅大量相关研究文......
超高层结构抗震设计中若干问题的探析
发布时间:2023-01-01
摘要:超高层结构的抗震设计是一项非常具有挑战和重大意义的事情,其涵盖了性能化设计方法、概念设计思想等诸多范畴,并随着科学技术的进步和分析手段的提高而不断发展变化。本文主要对超高层结构抗震设计进行了分析研究。 关键词:......
超高层住宅剪力墙结构抗震性能化设计
发布时间:2023-02-10
[摘要]本工程为超高层住宅项目,建筑高度147.6米,采用钢筋混凝土剪力墙结构,综合考虑结构体系特点及分析结果,主楼结构抗震性能目标为D级;对该超高层建筑进行了整体结构弹性计算,弹性动力时程分析和静力弹塑性分析,重点阐述了对......
建筑结构设计优化方法在房屋结构设计中的应用研究
发布时间:2022-08-22
摘要:本文主要针对房屋结构设计中建筑结构设计优化方法的概念、房屋结构设计中建筑结构设计优化方法的意义、结构设计优化技术在建筑结构设计中的步骤以及如何合理优化房屋结构设计进行简要分析。 关键词:建筑结构设计;优化方法;......
关于房屋建筑结构优化设计的探讨
发布时间:2015-07-30
【摘要】建筑结构的造价在建筑工程中占有较大的比例,结构设计优化技术的应用可以产生可观的经济效益。建筑设计部门和设计人员应严格遵守“经济、适用、合理”的设计原则,精心设计,应用现代化科技手段,选择合理的建筑结构设计方案......
立足新优势 构建新格局 打造增长极
发布时间:2023-02-11
2013年,习近平总书记考察湖南省时提出,要发挥“一带一部”优势,加快形成结构合理、方式优化、区域协调、城乡一体的发展新格局。在此背景下,湖南省如何充分利用独特的区位优势,加快构建发展新格局,打造中部崛起增长极,值得深入......
谈建筑结构设计
发布时间:2019-12-23
摘要:建筑结构设计是个系统的,全面的工作。需要扎实的理论知识功底,灵活创新的思维和严肃认真负责的工作态度。作为设计人员,要掌握结构设计的过程,保证设计结构的安全,还要善于总结工作中的经验。本文根据笔者的工作经验,对建筑进行结构设计时要注意的事项进行阐述。关键词:建筑;结构设计;过程;注意事项结构设计简而言之就是用结构语言来表达建筑师及其它专业工程师所要表达的东西。用基础,墙,柱,梁,板,楼梯,大样.........
浅谈钢结构建筑的工厂化发展趋势
发布时间:2015-08-03
摘要:近几年来随着城市化进程加快,国家对基础设施建设投入逐年加大建筑行业得到了空前发展。如何提升我国住宅建筑业整体发展质量和可持续发展能力,使建筑业作为国民经济支柱产业能真正与国际接轨,进而更好地参与世界竞争是我们一......
软土中浅埋地铁车站结构的抗震性能分析
发布时间:2023-03-14
摘要:两侧采用粘弹性人工边界,底部为全约束,建立合理的土与地下结构相互作用模型,通过有限元软件 分析 ,比较 研究 土—地下结构相互作用分析中埋深、土层分布和结构类型等因素对地下结构抗震性能的 影响 。结果表明,埋深对地下结构影......
探析污水处理厂构筑物加盖除臭主要结构形式
发布时间:2023-02-10
由于经济在不断的发展,此时群众的生活水平也显著提升,人们的思想意识也在不停的变化着。此时中国知网论文人们更加注重生态健康。然而城市污水存在严重干扰到了的生活。在处理的时候会产生非常难闻的味道。这些味道不但会对所在区域的......
建筑工程混凝土结构自防水分析
发布时间:2023-01-06
摘要:本文介绍了混凝土自身结构的防水抗渗性能,分析了导致混凝土渗漏的原因,提出了解决办法。通过研究混凝土的材料组成,原材料的质量控制,混凝土施工技术的因素等方面分析了提高混凝土的抗渗性能的办法和措施。对预防混凝土结构出现渗漏问题有积极作用。关键词:结构自防水;混凝土和易性;抗渗漏;密实度建筑工程的防水性能在设计、施工、使用过程中都有着重要的作用。建筑物防水功能的优劣直接关系到房屋的使用功能,房屋居.........
在荆江某段工程中护滩结构形式的选择与应用
发布时间:2022-10-24
摘要:长江中游荆江河段一直是航道治理与维护的重点与难点,河床演变复杂,碍航浅滩多,三峡水库“清水下泄”又进一步加剧了河势及航道变化的复杂程度,枯水期极易发生碍航。本文就荆江某段工程的工程特点,对其护滩结构形式的选择与......
浅析推覆构造带及对地震的影响
发布时间:2023-06-16
推覆构造是地质结构中较为复杂的一种结构,对推覆构造的研究已经有了一百年的历史,对其演化、形成特点等方面了解比较深入。目前对其研究主要是为了进行石油能源勘测,研究成果也是十分丰富,同时研究表明,对推覆构造的研究也可以了解......
浅析高层建筑剪力墙结构的优化设计
发布时间:2015-07-30
摘要:高层建筑工程现在已经成为城市建设重要组成部分,并且为满足社会发展以及人们生活需求,其结构设计功能性与空间安排之间的协调性要求更高。剪力墙结构现在已经成为高层建筑工程设计施工的重要方式之一,对于传统结构空间规划与......
民用建筑构造要点
发布时间:2023-07-02
⒈建筑三要素及其关系? 构成建筑的三要素中,建筑功能是主导因素,它对建筑技术和建筑形象起决定作用。建筑技术是实现建筑功能的手段,它对功能起制约或促进发展的作用。建筑形象也是发展变化的,在相同的功能要求和建筑技术条件下......
某高层建筑加层改造工程钢结构构件吊装方案
发布时间:2023-02-10
摘要:高层钢结构特种吊装及垂直运输 关键词:自制提升设备 特种吊装 计算书 一、工程概况 某写字楼工程中屋面造型部分采用钢结构框架的结构形式。目前,该写字楼主体工程已经全部施工完毕(20层),20层屋面绝对标高为80.4m。......
探讨建筑结构设计过程中的概念设计及结构措施
发布时间:2015-08-05
摘要:本文主要针对概念设计在建筑结构设计中的重要性建筑结构设计中的概念设计与结构措施进行简要分析,仅供参考。 关键词:建筑结构;概念设计;结构设计;结构措施 中图分类号:TU3 文献标识码: A 一、建筑结构设计与概念设......
试述建筑结构设计中的工程造价控制
发布时间:2022-12-12
【摘 要】近年来,经济的快速发展推动了建筑行业的蓬勃发展。而建筑结构设计中的工程造价控制对于整个建筑工程有着非常重要的影响,因此在建筑结构设计中工程造价控制中,积极采取有效措施,提高建筑工程的经济效益。 【关键词】建......
建筑结构施工质量水平与结构安全性能探讨
发布时间:2022-09-04
【摘要】随着我国经济的飞速发展,建筑工程项目也越建越多,人们对建筑结构的质量与安全性也越来越重视。下面文中就建筑工程施工质量水平对于建筑物结构安全的影响进行了简要分析,并探讨了我国建筑结构施工过程中存在的问题。相信通......
土木工程建筑中混凝土结构的施工技术分析
发布时间:2022-12-10
【摘 要】在当前土木工程建筑中,混凝土结构成为了主要的结构,混凝土结构的施工质量对于整个工程的质量有着十分关键的影响,对混凝土结构的施工技术进行分析有着十分重要的现实意义。随着土木工程建筑的不断发展,施工技术水平不断地......
机械结构优化设计应用与趋势研究
发布时间:2022-10-21
摘要:随着我国社会经济的快速发展,机械生产已经代替了人工生产方式。本文就针对机械结构优化设计与发展进行了分析与研究,为机械制造业的稳定发展提供良好的保障。 关键词:社会经济;结构设计;机械生产 中图分类号:F407 文献......
探讨建筑结构设计中的工程造价控制
发布时间:2023-07-18
摘要:建筑工程的造价与其建筑工程施工量、施工材料、施工结构以及施工管理有着密不可分的关系,而这一切都基于建筑工程结构的设计。文章分析其影响及问题,探讨其控制措施。 关键词:建筑结构设计;工程造价问题;控制 中图分类......
我国空间结构建筑的发展趋势和变化
发布时间:2023-02-16
空间结构的技术水平是一个国家土木建筑业水平的重要衡量标准,也是一个国家综合国力的体现。改革开放以来,随着我国国民经济的高速发展和综合国力的提高,我国空间结构的技术水平也得到了长足的进步。大跨度空间结构的社会需求和工程应用......
建筑设计在建筑抗震设计中的作用分析
发布时间:2022-08-14
摘要:将建筑设计及抗震设计有机结合是实现建筑物抗震设计要求的必然选择。我国目前建筑抗震设计技术水平不足,在建筑设计过程中存在诸多问题。本文阐述了建筑抗震设计的重要作用,分析了建筑抗震设计中易出现的问题,希望有助于提高我国建筑物的抗震能力,保证建筑质量,为推动建筑行业的发展提供一点理论支持。关键词:建筑抗震设计;建筑设计;作用引言:最近几年的建筑行业有了蓬勃的发展前景,随着社会改革和进步,同时也为了.........
智能建筑的系统构成及造价确定
发布时间:2013-12-17
1综述 智能建筑是传统建筑工程和新兴信息技术相结合的产物。 智能建筑是指运用系统工程的观点:将建筑物的结构(建筑环境结构)、系统(智能化系统)、服务(住用、用户需求服务)和管理(物业运行管理)四个基本要素进行优化组合......