日本的木屋 能在地震中屹立不倒?
傳統的木結構建築,都是以榫卯結構連接的,可靠耐用,無需其他零件。
什麼是“卯榫構造” ——卯榫,是“卯眼”、“榫頭”兩個名詞的簡稱,其中,木材構件上的凹入部分,稱為“卯”,凸出部分,則稱為“榫”。最基本的卯榫結構,“榫頭”插入“卯眼”中,使兩個構件連接並固定。
下面是幾幅日本木結構住宅承重框架系統組成示意圖:
我們可以看到,房屋的下部,為整體結構的現澆鋼筋混凝土地下架空層基礎,房屋的中部,為2層結構的木結構承重框架,房屋的頂部,為雙坡屋面閣樓木結構承重框架。
採用傳統榫卯結構的建築,承重構件一般比較粗笨,而日本現代木結構住宅,在傳統的木結構承重框架的構造連接基礎上,也有許多改良的配套措施,比如使用所謂的“金物補強”技術,充分發揮了傳統木材和現代鋼材這兩種材料各自的優勢,在木結構承重框架的節點位置,使用一些金屬連接件,對木結構承重框架的節點位置,進行增強加固。這些現代構造措施的應用,極大地提高了傳統木結構住宅的整體承載能力,提升了木結構住宅的抗震性能。
除了上面介紹的,使用金屬連接件,加固木結構住宅承重框架的建造形式之外,還有的日本現代木結構住宅,完全拋棄了傳統的“卯榫構造”形式,直接採用特殊的金屬連接的新式構造做法。
SE構法承重框架圖示
一棟普通民宅的建造過程:
設置龍門樁,進行測量
地基挖掘後進行碎石墊層鋪設
碎石墊層上鋪設防水隔潮塑料薄膜
然後墊支基礎底板的雙向鋼筋網
然後架設組立基礎牆的鋼筋網
四周圍好鋼模板
整體結構的全現澆鋼筋混凝土地下架空層基礎
架設水平承重木結構框架
立柱通過鋼製連接件,與水平土臺構件進行連接固定
主體框架完成
按照SE構法建造完成後的樣子
日本領先世界的鋼木組合結構建造技術
▲ 木質集成材加工製作過程示意圖
▲ 使用木質集成材加工的木柱、木樑斷面構造組成,以及集成材木樑的力學性能,示意圖
(日語)無垢材——(中文)實木構件,圖中是指直接使用天然木材加工製造的木質構件,力學性質一般。
木質集成材構件,是使用多塊木材,藉助粘合劑,經過壓力,加工製作的構件,力學性質大大增強。
木質集成材構件樣品,橫斷面,局部特寫。
可見,該木質集成材構件,是使用5塊木材粘接壓制而成。
日本構造用集成材銘牌標示
JAS(Japanese Agricultural Standard)——日本農林規格
安定した強さと品質を求めて(追求穩定的強度和品質);構造用集成材を構造軀體に使用(使用膠合木結構的承重框架);確かな耐震性を実現します(為了實現可靠的抗震性)
▲ 木質集成材構件以及配套的鋼製連接件一宗
▲ 日本獨立住宅,SE工法,承重框架,三維立體,示意圖
▲ 採用SE構法 / SE工法,搭建單層結構幼兒園住宅,施工現場。
▲ SE構法 / SE工法,搭建2層結構的一戶建獨立住宅,施工現場。
▲ SE構法 / SE工法,承重框架,節點位置,構造組成,三維立體剖解,示意圖
(日語)斷面欠損が少ない——(中文)木質集成材構件的橫斷面損失較少
▲ 木質集成材,SE構法 / SE工法,承重框架,節點位置,與傳統卯榫結構,承重框架,節點位置,對比示意圖
SE構法 / SE工法,木質集成材構件的橫斷面,損失較少,力學性能較好,而傳統的卯榫結構,木材構件的橫斷面,損失較大,力學性能較差。
▲ SE構法 / SE工法,試驗樣品(木質集成材構件 + 鋼製連接件+ 鋼製螺栓+鋼製銷子)
▲ SE構法 / SE工法,學習研討會。
▲ SE構法 / SE工法,木結構承重框架,實物展示現場。
▲ SE構法 / SE工法,建造獨立住宅,整體結構的全現澆鋼筋混凝土地下架空層基礎,施工現場
施工工序:整平壓實地基土壤,鋪設碎石墊層,鋪設優質的防水隔潮塑料薄膜,現場澆注素混凝土墊層。
整體結構的全現澆鋼筋混凝土地下架空層基礎,由“基礎底板”和上部“基礎牆牆體”2大部分組成。
圖為,基礎底板,以及上部基礎牆牆體,鋼筋網的墊支、佈設、架立,以及四周鋼模板的圍護施工現場。
▲ 已經拆除鋼模板之後的地下架空層基礎的施工現場。可見,基礎牆體上,預留埋設的錨固鍍鋅螺栓的佈設情況。
▲ 基礎牆頂面,測量定位放線,施工現場。可見,基礎牆體上預留的鍍鋅螺栓以及鋼製連接件的安裝情況。
在木質集成材構件上,塗刷專用的防腐、防蟻保護性塗料。
基礎上部,首層地面,結構組成,施工現場。
整體結構的全現澆鋼筋混凝土地下架空層基礎的上部,水平承重木結構承重框架,在日本,一般叫“土臺”。
從圖中可見,水平承重木結構承重框架之間,填充淺黃色的無機物材質的不燃型玻璃纖維氈毯,在水平承重木結構承重框架頂部,鋪設結構膠合板地面基底。
從圖中可見,水平承重木結構承重框架之間,填充阻燃等級較高的硬質酚醛樹脂泡沫,或者是聚氨酯泡沫保溫板,此時,還未鋪設結構膠合板地面基底。
從圖中可見,水平承重木結構承重框架之間,填充淺藍色的阻燃等級較高的擠塑xps聚苯乙烯泡沫保溫板。
還可見,SE構法 / SE工法,集成材承重框架,屋頂框架外側,已經鋪設了一層鋁箔覆面的保溫材料。
· END ·
閱讀更多 新知覺建築 的文章
關鍵字: 原汁原味的德系SUV 日本 不倒