美国多层木结构房屋的应用与设计

美国多层木结构房屋的应用与设计作者：邢继胜，王元清，石永久，陈宏作者单位：邢继胜,王元清,石永久(清华大学土木工程系,北京,100084)，陈宏(清华大学建筑设计研究院,北京,100084)相似文献(9条)1.期刊论文何敏娟.FrankLam北美轻型木结构住宅建筑的特点-结构工程师2004(1)轻型木结构是北美住宅建筑的主要结构形式.本文介绍了这种结构形式在经济性能、施工安装等方面的优点,阐述了其屋面、墙体及楼面等结构体系的特点和构造方法,介绍了结构传力体系、主要采用的设计方法、防腐防火处理等,以期对中国轻型木结构住宅的建设起到一定的积极作用.2.会议论文熊俊.石永久.王元清.陈宏轻型木结构住宅节点构造研究2006轻型木结构住宅在北美单体住宅中应用广泛,近年来逐渐引入我国,我国的轻型木结构住宅研究及建设逐渐升温.本文介绍了轻型木结构节点类型及各自的特点,详细分析了屋面、墙体、楼面等相关节点的构造方法和受力特点,并简单预测了节点构造与材料的发展前景.3.期刊论文褚云鹏别具特色的轻型木结构住宅建筑体系-房材与应用2003,31(2)木材建筑材料本身的特点决定了轻型木结构建筑体系所独具的优势性能.这些特点和优势主要有:良好的强重比和简易的加工技术,天然再生及重复利用的双重特性,自重轻,基础造价省,施工工期短,施工精度高,施工现场小,施工噪音小,综合费用低廉,投资风险小,使用率高等等.而木结构建筑在环保方面的意义更不容忽视.4.学位论文赵勇现代木结构住宅墙体热物理性能研究2007现代木结构房屋凭借其独特的优势得到了人们越来越多的关注。与古代木建筑相比，在建筑风格、材料的选择与制造、节能保温性、健康与舒适性、建造水平等都存在很大差异，设计、制造和验收规范还不完善，所以系统研究木结构住宅的建造技术非常必要。墙体是建筑物的重要组成部分，对整个建筑的保温、隔热、隔声等性能起到至关重要的作用。在建筑外围护结构中墙体所占的比例最大，墙体传热造成的热损失所占的比例也最大，研究表明，建筑物通过维护结构传热，其耗热量占整个建筑使用能耗的73％到77％，其中外墙耗热量占了30％左右。而墙体的传热是一个极为复杂的过程，它关系到整个建筑环境的热舒适度和节能问题。因此，如何降低围护结构特别是外墙传热系数——K值，成为研究人员们关注的焦点。研究现代木结构墙体的热物理性能不仅有助于科学地设计墙体参数，空调负荷计算，同时对合理评价整个房间的节能效果也具有重要意义，为合理地设计木结构墙体和开发理想的墙体材料提供依据。本论文以现代木结构住宅建筑的墙体为研究对象，采用防护和标定热箱法对其稳态热物理性能进行了研究，分析了不同的墙骨柱种类、墙骨柱间距、保温材料种类对墙体热物理性能的影响，并计算了墙体的传热量；采用有限差分数值计算方法结合Matlab软件和PDE工具箱，以及有限元法对现代木结构住宅墙体的非稳态热物理性能进行了评价，分析了使用过程中现代木结构住宅墙体的温度场；采用Dest建筑能耗模拟软件结合现场实际检测初步评价了现代木结构建筑的节能性能，获得的主要结论如下：1．通过标准试件标定后，防护和标定热箱法不仅适用于一般钢混结构建筑墙体的稳态热物理性能检测和评价，该方法也同样适用于现代木结构建筑墙体的稳态热物理性能的检测与评价。2．现代木结构墙体具有良好的保温隔热特性。无论是2×4还是2×6墙体，其稳态热物理性能都明显要好于一般的钢混结构建筑墙体，包括外墙外保温墙体和外墙内保温墙体。3．现代木结构墙体的稳态热物理性能受到墙骨柱种类、墙骨柱间距、保温材料的影响。①在墙骨柱间距、保温材料种类相同的情况下，2×6墙体的热物理性能优于相应的2×4墙体。②保温材料的不同对木结构墙体的热物理性能有着重要影响，研究结果表明，在相同墙骨柱种类和墙骨柱间距下，挤塑保温板构成的墙体热物理性能最好，岩棉保温板构成的墙体次之，聚苯保温板构成的墙体最差。③墙骨柱间距对木结构墙体的热物理性能也有着重要影响。在保温材料和墙骨柱种类相同的条件下，随着墙骨柱间距的增加，墙体的热物理性能也相应提高。因此，在强度允许和结构安全的情况下，可以适当增大墙骨柱间距。4．在相同的外界条件和室内热环境条件下，木结构墙体的日传热量明显低于钢混结构的外墙外保温墙体和外墙内保温墙体，木结构建筑墙体比钢混结构建筑墙体的节能效果更明显。5．采用有限差分数值计算方法结合Matlab软件和PDE工具箱，可以有效地对现代木结构住宅墙体的非稳态热物理性能进行评价。计算时采用傅立叶变换将一个周期内离散的温度数据转化为连续的边界条件，同时选用PDE工具箱中的抛物线型偏微分方程，墙体两侧边界条件按Neumann边界条件计算。6．在相同的边界条件下，现代木结构住宅墙体温度场分布情况与一般钢混结构建筑类似。但是现代木结构住宅墙体的非稳态热物理性能明显好于一般的钢混结构建筑墙体包括外墙外保温和外墙内保温墙体。主要表现为：①与钢混结构建筑相比，现代木结构住宅墙体内表面温度明显高于钢混结构建筑墙体。②现代木结构住宅墙体较一般钢混结构建筑墙体具有更高的抵抗温度波动的能力。③现代木结构住宅墙体不仅能有效地改善室内热环境的舒适性，还能降低整个建筑的使用能耗。7．通过有限单元法，可以准确方便地求解现代木结构住宅墙体温度场分布情况，并获得墙体内部温度分布情况。在木结构建筑墙体中，保温材料、空气隔层主要起到保温作用，抵抗外界温度波动，在保温材料和空气隔层内外两侧温差较大。木墙骨在木结构住宅建筑中不仅起到结构承重作用，同时也起到一定的保温作用。8．Dest建筑能耗模拟软件可以有效地对现代木结构住宅在使用过程中的能耗情况进行分析。在相同的使用条件下：①现代木结构住宅房间的自然室温(无采暖和空调)在16～29℃范围内的天数大于钢混结构建筑，现代木结构住宅的舒适度优于钢混结构建筑。②现代木结构住宅建筑的采暖热负荷钢混结构建筑低25.5％；空调冷负荷比钢混结构低8.4％。③木结构建筑一年内采暖和空调耗电量比钢混结构建筑节能21.5％。9．通过现场检测，可以看出：①木结构住宅墙体能够有效地抵抗外界环境温度的波动。室内外温度均以24小时为周期变化，但是室内温度波形分布在较窄的范围内。室内温度峰值比室外温度峰值的出现时间有2到3小时的滞后。②室外环境相对湿度以24小时为周期变化，室内环境相对湿度基本保持在一定数值，平均约为40％左右，变化幅度基本受外界环境影响较小。③北美轻型现代木结构住宅墙体内表面不会产生冷凝。而墙体内部有可能会产生冷凝，产生冷凝的部位在聚苯乙烯保温板和空气各层之间。通过测试计算，木结构墙体可能的冷凝量为1.1221g/(m'2h)，满足国标中GB50176-93的要求。经过检测，木结构墙体内部未见冷凝水，墙体内材料处于干燥环境中，未发生腐朽，保温性能不会因为潮湿而性能降低。5.学位论文刘明哲现代木结构用于空间屋面体系的可行性研究2005作为一种建筑材料，木材同混凝土、钢材相比也有许多优点。木材因其材料和结构上的特性以及美学上的价值在发达国家广泛用于住宅、商业和公共建筑中。　　木结构曾经在中国得到广泛应用而成为中国建筑史上最主要的建造方式之一，只是在最近几十年，由于森林资源的缺乏，我国很少建造木结构建筑，木结构的发展受到极大的影响。目前我国在现代木结构建筑的应用上，无论是对材料的认识、选择和加工，还是对木结构建筑的技术要点、设计方法和技术规范，同西方发达国家相比已有一定的差距。　　随着中国加入WTO，国外木结构已经逐渐出现在中国建筑市场，但木结构的应用主要还是集中在住宅建筑，而在公共建筑中的应用还是很少。　　新的《木结构设计规范》的颁布标志着木结构建筑在我国的复苏，但大多数人对木结构还缺乏足够的认识，对木结构的了解还有一个过程。现代木结构已经在一定程度上超越了传统木结构。本文首先对现代木结构的材料、结构形式及连接进行了简要的介绍。对设计师了解材料、选择材料、提高结构的可靠性能、降低成本等有一定价值。人们普遍认为木结构容易着火不安全、容易腐蚀寿命短。本文对中国和国外木结构防火设计进行了介绍和对比，展望了木结构防火设计发展方向：未来木结构防火设计将是基于性能的防火设计。然后本文以一个实际会议厅的空间屋面体系为例，对其屋面体系分别采用木结构方案、钢结构方案和混凝土结构方案进行设计，对不同结构形式的屋面体系从屋面自重、经济性和环保性能三方面展开比较，研究木结构用于公共建筑屋面体系的可行性。通过比较，得知本文设想的木结构屋面方案有一定的优势也有一些不足，并对造成不足的原因进行了分析。综合考虑各种因素，木结构用于空间屋面体系还是可行的。所以木结构在中国的适应范围不仅仅是住宅，也可用于公共建筑。6.期刊论文程红梅.CHENGHong-mei轻型木结构住宅的结构与施工-商品储运与养护2008,30(6)新式轻型未结构住宅从上世纪90年代由北美引入我国后,已在多处经济发达地区建造了数以百计的此类住宅建筑.介绍了轻型木结构住宅的工程概况,并阐述了轻型未结构体系中屋面、墙体和楼面结构的典型施工技术.7.期刊论文张青萍现代木质建筑在中国发展前景分析-南京林业大学学报(人文社会科学版)2004,4(1)目前我国在木结构建筑的现代应用上无论是对材料的认识、选择和加工,还是对木结构建筑的技术要点、设计方法和技术规范等方面,同西方发达国家相比有相当大的差距.本文以南京爱涛*漪水园木质别墅为例,介绍了现代木质建筑通常可分为四类:壁式框架类型、预制类型、原木类型和大跨度类型.现代木质住宅建筑具有建设周期短,可移动性强;保温节能,消费合理;防火防潮,隔绝噪声;抗震抗风,持久耐用;设计合理,选择多样;地域不拘,建造灵活等优越性.这些特性加上良好的市场前景,必然会促进现代木质建筑在中国得到高速发展和普及.8.学位论文刘利清胶合木结构小型建筑结构设计原理的研究2005木材是一种古老的建筑材料，但由于历史的原因，木结构在我国逐渐消失。　　随着我国经济发展和居民生活水平的提高，人们对建筑结构的需求向多元化发展。目前我国新建的木结构住宅多为美式轻型木结构。　　我国有大面积的人工速生林。木材工业的发展使得生产速生材胶合木，用于民用建筑成为可能。本文对胶合木结构设计的一般原理进行了初步探索。具体包括以下内容：　　(1)简要介绍胶合木结构主要结构用材——胶合木的加工工艺、受力机理、材料性能的影响因素。　　(2)简要介绍结构设计方法的发展过程和我国木结构设计表达式特点，并介绍、对比目前美国木结构设计采用的两种基本方法——ASD法和LRFD法。　　(3)根据胶合木的主要物理力学性能和我国住宅建筑模数协调标准，借鉴国外木结构的结构形式，确定胶合木结构住宅的基本结构形式为梁柱承重的框架体系。　　(4)重点研究胶合木结构的基本要素设计。按照竖向和侧向受力系统设计及结点设计三条主线，结合胶合木、木基结构板材的物理力学性能，研究各构件(结点)的受力机理和合理的构造形式。　　(5)讨论胶合木结构非结构性要素的处理，主要有防火安全、保温隔热、防潮防腐、隔音防噪等。　　胶合木结构的发展，可以产生极大的经济效益和社会效益。本论文的研究结果对我国自行生产胶合木以及设计、建造胶合木结构具有一定的现实意义。9.期刊论文陈禄如钢结构住宅向我们走来-中国住宅设施2003(1)钢结构住宅建筑是住宅建筑的一个分支,与砖石结构、钢筋混凝土结构、木结构相同,是住宅建筑的重要组成部分.其主要承重骨架是由钢构件或钢管(园管或矩形管)混凝土构件所组成.它具有钢结构带来的一系列特性,同时又具备一般住宅建筑的共性.因此研究钢结构住宅建筑应从住宅建筑一般规律出发,注意和发挥钢结构所具有的特性和优势,克服和避免钢结构在住宅建筑中的不足之处.本文链接：：2009年11月25日