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为什么木结构住宅能在日本地震中屹立不倒?

为什么木结构住宅能在日本地震中屹立不倒?

打印 0条评论来源:豆丁建筑

玻璃混凝土——废玻璃也有春天


日本的木屋 能在地震中屹立不倒?


先放个视频,看完更容易理解,内容稍长,建议先收藏再看~



传统的木结构建筑,都是以榫卯结构连接的,可靠耐用,无需其他零件。


什么是“卯榫构造”——卯榫,是“卯眼”、“榫头”两个名词的简称,其中,木材构件上的凹入部分,称为“卯”,凸出部分,则称为“榫”。最基本的卯榫结构,“榫头”插入“卯眼”中,使两个构件连接并固定。




下面是几幅日本木结构住宅承重框架系统组成示意图:





我们可以看到,房屋的下部,为整体结构的现浇钢筋混凝土地下架空层基础,房屋的中部,为2层结构的木结构承重框架,房屋的顶部,为双坡屋面阁楼木结构承重框架。


采用传统榫卯结构的建筑,承重构件一般比较粗笨,而日本现代木结构住宅,在传统的木结构承重框架的构造连接基础上,也有许多改良的配套措施,比如使用所谓的“金物补强”技术,充分发挥了传统木材和现代钢材这两种材料各自的优势,在木结构承重框架的节点位置,使用一些金属连接件,对木结构承重框架的节点位置,进行增强加固。这些现代构造措施的应用,极大地提高了传统木结构住宅的整体承载能力,提升了木结构住宅的抗震性能。







除了上面介绍的,使用金属连接件,加固木结构住宅承重框架的建造形式之外,还有的日本现代木结构住宅,完全抛弃了传统的“卯榫构造”形式,直接采用特殊的金属连接的新式构造做法,比如视频中介绍的“SE构法”,就是其中的一种建造现代木结构住宅的新式技术。






SE构法承重框架图示


一栋普通民宅的建造过程:


设置龙门桩,进行测量



地基挖掘后进行碎石垫层铺设



碎石垫层上铺设防水隔潮塑料薄膜,然后垫支基础底板的双向钢筋网,然后架设组立基础墙的钢筋网,四周围好钢模板。



整体结构的全现浇钢筋混凝土地下架空层基础



架设水平承重木结构框架



立柱通过钢制连接件,与水平土台构件进行连接固定




主体框架完成



按照SE构法建造完成后的样子


日本领先世界的钢木组合结构建造技术


▲木质集成材加工制作过程示意图


▲使用木质集成材加工的木柱、木梁断面构造组成,以及集成材木梁的力学性能,示意图



(日语)無垢材——(中文)实木构件,图中是指直接使用天然木材加工制造的木质构件,力学性质一般。


木质集成材构件,是使用多块木材,借助粘合剂,经过压力,加工制作的构件,力学性质大大增强。



木质集成材构件样品,横断面,局部特写。


可见,该木质集成材构件,是使用5块木材粘接压制而成。



日本构造用集成材铭牌标示 JAS(Japanese Agricultural Standard)——日本农林规格



安定した強さと品質を求めて(追求稳定的强度和品质);構造用集成材を構造躯体に使用(使用胶合木结构的承重框架);確かな耐震性を実現します(为了实现可靠的抗震性)




▲木质集成材构件以及配套的钢制连接件一宗




▲日本独立住宅,SE工法,承重框架,三维立体,示意图。



▲采用SE构法/SE工法,搭建单层结构幼儿园住宅,施工现场。






▲SE构法/SE工法,搭建2层结构的一户建独立住宅,施工现场。








▲SE构法/SE工法,承重框架,节点位置,构造组成,三维立体剖解,示意图。(日语)断面欠損が少ない——(中文)木质集成材构件的横断面损失较少。



▲木质集成材,SE构法/SE工法,承重框架,节点位置,与传统卯榫结构,承重框架,节点位置,对比示意图。


SE构法/SE工法,木质集成材构件的横断面,损失较少,力学性能较好,而传统的卯榫结构,木材构件的横断面,损失较大,力学性能较差。









▲SE构法/SE工法,试验样品(木质集成材构件+钢制连接件+钢制螺栓+钢制销子)。







▲SE构法/SE工法,学习研讨会。



▲SE构法/SE工法,木结构承重框架,实物展示现场。







▲SE构法/SE工法,建造独立住宅,整体结构的全现浇钢筋混凝土地下架空层基础,施工现场。


施工工序:整平压实地基土壤,铺设碎石垫层,铺设优质的防水隔潮塑料薄膜,现场浇注素混凝土垫层。



整体结构的全现浇钢筋混凝土地下架空层基础,由“基础底板”和上部“基础墙墙体”2大部分组成。图为,基础底板,以及上部基础墙墙体,钢筋网的垫支、布设、架立,以及四周钢模板的围护施工现场。



▲已经拆除钢模板之后的地下架空层基础的施工现场。可见,基础墙体上,预留埋设的锚固镀锌螺栓的布设情况。



▲基础墙顶面,测量定位放线,施工现场。可见,基础墙体上预留的镀锌螺栓以及钢制连接件的安装情况。













在木质集成材构件上,涂刷专用的防腐、防蚁保护性涂料。










基础上部,首层地面,结构组成,施工现场。


整体结构的全现浇钢筋混凝土地下架空层基础的上部,水平承重木结构承重框架,在日本,一般叫“土台”。


从图中可见,水平承重木结构承重框架之间,填充浅黄色的无机物材质的不燃型玻璃纤维毡毯,在水平承重木结构承重框架顶部,铺设结构胶合板地面基底。



从图中可见,水平承重木结构承重框架之间,填充阻燃等级较高的硬质酚醛树脂泡沫,或者是聚氨酯泡沫保温板,此时,还未铺设结构胶合板地面基底。




从图中可见,水平承重木结构承重框架之间,填充浅蓝色的阻燃等级较高的挤塑xps聚苯乙烯泡沫保温板。




























还可见,SE构法/SE工法,集成材承重框架,屋顶框架外侧,已经铺设了一层铝箔覆面的保温材料。









(责任编辑:何雯丽)


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[责任编辑:Susan]

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