形成原因
在加拿大和美國,很多大型的展示廳或者大型會所都採用重木結構,這種結構已經被成功地引進到其他一些國家和地區,如新加坡、上海和廣州。浙江舜江建設集團有限公司在建造木結構房屋方面積累了豐富的經驗,並擁有木結構公認的完整的房屋建築施工體系;與陝西建工集團第二建築工程有限公司完成了《重木結構施工工法》。
工法特點
《重木結構施工工法》的工法特點是:
1、設計靈活:可根據業主的實際需要調整結構布局和空間分布,不必局限於傳統的混凝土框架結構體系。
2、建造簡便快速:所有結構構件都是經過精確設計計算後在廠家預製,現場只需要按圖拼裝,沒有傳統的土建結構大量濕作業和周轉材料設備的使用和進出場,大大縮短了施工的工期。
3、結構完整性:各種不同規格、不同強度的木結構構件通過鋼節點、鋼卯件等配件相連線,形成整體的力學體系。在節約材料的同時儘可能的發揮各種構件的受力強度。
4、抗震性能好:由於木結構是彈性很大的材料,在抗震方面有其他類似鋼筋混凝土結構無法逾越的優勢,該類重木結構在日本、台灣等地區被廣泛套用就是很好的例子。
5、耐久性:經過防腐熏蒸處理的結構構件,免去了類似鋼結構進場要防腐防鏽處理的麻煩,其耐久性達到鋼筋混凝土的水平,在國外,該類重木結構經常被用來製作戶外的候車亭或者橋樑等。
6、環保節能:結構所用的膠合木和LV梁使用可再生的木材,並能充分使用木材加工後的邊角料,在不同的受力區域所用不同強度、材質的木料,做到物盡其用,充分利用木材的每個部分。施工完成的木結構的房屋保溫性好,通透性好,能有效降低空調的使用率,達到節能減排的目的同時增強房屋居住的舒適性。
操作原理
適用範圍
《重木結構施工工法》適用於各類重木結構建築,主要廣泛用於
單跨梁柱結構、
連續梁柱結構、
懸臂結構等木結構建築中。如單跨樑柱結構(下圖1),連續樑柱結構(下圖2),懸臂結構(下圖3)。還有變截面曲線梁結構、桁架梁結構、附加受拉弦桿梁結構、門架結構、拱結構、網架結構、複合結構等多種重木結構體系的建築。
工藝原理
《重木結構施工工法》的工藝原理敘述如下:
1、在鋼筋混凝土基礎上安裝重木結構,利用重型木結構構件的抗拉、抗壓性能,以及鋼連線件的機械強度,通過螺栓、銷釘等緊固件系統的拼接,形成整體系統的受力體系。
2、不同紋理的規格材經過膠合後機械強度比原木的機械強度大幅提高(見下圖)。
3、不同的受力構件在不同的受力區域可以用不同強度等級的規格材,這樣可以充分利用每一根木材,做到物盡其用(見下圖)。
4、構件和連線件通過螺栓,銷釘等緊固件連線處,儘量採取化整為零的做法,即用釘要多,分布面積儘量要大,螺栓、銷釘等直徑不宜太大,使應力儘量分散,避免應力集中。
施工工藝
《重木結構施工工法》的工藝流程如下:
工人預製構件、連線件、緊固件→驗收合格進場→基礎預埋件預埋→基礎上放線定位→構件拼裝吊裝設備進場→構件吊裝固定→精度調整固定→質量檢查驗收。
《重木結構施工工法》的操作要點如下:
預埋件的預埋
在基礎混凝土澆搗前,要精確定位預埋件的軸線位置和標高。
基礎上放線定位
在基礎上精確彈出各樑柱的投影線和標高以便樑柱吊裝時就位測量。
構件分類拼裝
根據施工圖紙和施工方案,把能在地面作業組裝的構件和連線件先行拼裝。以下是工人拼裝實例(見下圖)施工前:由專人工廠進行採購木構件,按照施工圖紙拼接,完成一個整體後進行吊裝作業,進行拼裝時候採用專門的鉚釘進行固定,防止脫落。
吊裝設備進場
根據構件的重量和規格尺寸,安排輪式吊車進場。
構件吊裝固定
把各構件按照先柱後梁、先下後上、先大後小的順序吊裝固定,大型的構件要安排兩台吊車兩點起吊,以確保全裝精度和吊裝安全。吊車施工有專人指揮作業,小心拼裝構件損壞,不得超重超長施工作業。下圖是重木構件吊裝實例(見下圖)。吊裝前,必須進行技術交底簽字記錄;吊裝過程中,指派一名專職人員進行指揮,嚴禁超重進行作業,六級大風禁止作業;吊裝的荷載選擇安全合適的吊索吊具,在吊裝前要嚴格檢查,如有擦毛現象要更換新鋼索,不得勉強使用;吊機到位後支腳要穩固,如果地基鬆軟要採取加固措施後方可吊裝。
精度調整、緊固
利用經緯儀、水準儀等儀器對安裝好的構件進行檢測,超過安裝精度要求的要調整到位,並用力矩扳手緊固。
勞動力組織
《重木結構施工工法》施工中,主要使用木工、泥工、起吊工、鋼筋工、水電工等工種;在基礎施工時候指派10左右泥工,在上部木結構施工時候指派12左右木工進行拼裝組合。設定一名專職指揮工進行現場指揮吊裝。水電管理安裝時候安排兩名水暖工時行布置埋管施工,普工若干(依據實際需要)。
材料設備
《重木結構施工工法》所用的材料及設備明細見下表。
質量控制
《重木結構施工工法》的質量控制要求如下:
重型木結構施工質量主要參照《木結構工程施工質量驗收規範》GB 50206-2002進行檢驗評定。具體安裝要求見下表。
安全措施
採用《重木結構施工工法》施工時,除應執行國家、地方的各項安全施工的規定外,尚應遵守注意下列事項:
1、吊裝前構件要水平運輸到位,不得用吊機拖拽構件,以防吊機傾覆。
2、吊機到位後支腳要穩固,如果地基鬆軟要採取加固措施後方可吊裝。
3、安排專人負責吊機的指揮,利用對講系統以及信號旗,不得隨意比劃。其他安裝工人及吊車工要嚴格聽從指揮人員的指揮,不得隨意操作。
4、根據吊裝的荷載選擇安全合適的吊索吊具,在吊裝前要嚴格檢查,如有擦毛現象要更換新鋼索,不得勉強使用。
5、吊裝作業嚴禁在夜間操作,風速超過6級禁止吊裝作業。
6、所有臨時固定的鋼索等固定構件不得隨意拆除,如需拆除必須經過技術部門的統一安排,同意後方可拆除。
7、在吊裝前對施工人員進行安全技術交底,做好交底記錄。
環保措施
《重木結構施工工法》的環保措施如下:
1、噪聲排放達標。主要是控制運輸車輛進出、吊車吊裝、電鋸電刨、混凝土澆搗、制模拆模的噪聲控制。
2、現場無場塵。主要做到道路硬化、散裝水泥封閉、鋸末及時清理、垃圾車覆蓋。
3、使用環保產品。各種材料及設備不產生二次污染。
4、節約能源。節水節電節約材料。
確定運輸車輛進出的大門,不得隨意從其他地方進出,設定車輛清洗台,對出場車輛要清洗乾淨,嚴防車輛攜帶泥沙出場污染道路。構件材料堆放要平整有序,不得隨意丟放。
效益分析
《重木結構施工工法》的效益分析如下:
1、重木結構建築的保溫性能較好,採用牆體自保溫,不需重複做外牆保溫,節約牆體保溫材料,而且木結構通透性好,較一般的建築來比較,空調節能約省20%~30%,保溫材料節約60%左右。
2、重木結構使用的材料大多都是可再生的木材,只有少量的連線件和緊固件是鋼材,在倡導低碳經濟的21世紀,將會被市場廣泛接受。
3、重木結構施工工期短,和傳統的結構相比,節省人工費約30%,腳手架租賃費50%
4、由於重木結構在中國施工的不多,因此材料成本和傳統結構相比沒有太大的優勢,但從長期的效益考慮。由於重木結構環保節能,每年的使用成本能節約20%以上。
套用實例
《重木結構施工工法》的套用實例如下:
實例一
工程名稱:加拿大木業協會夢家園木結構展示廳(見下圖1、下圖2)。工程結構:重木結構。工程面積:6800平方米。
實例二
工程名稱:松江泰晤士小鎮原石會所。工程結構:重木結構。工程面積:1980平方米。
實例三
工程名稱:西安市舜江廣場售樓館(見下圖1、下圖2)。工程結構:重木結構,直徑跨度37米。工程面積:8500平方米。
榮譽表彰
2011年9月,中華人民共和國住房和城鄉建設部發布《關於公布2009-2010年度國家級工法的通知》建質[2011]154號,《重木結構施工工法》被評定為2009-2010年度國家二級工法。