木結(jié)構(gòu)建筑范文
時(shí)間:2023-03-17 07:23:31
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篇1
【關(guān)鍵字】木結(jié)構(gòu)混合結(jié)構(gòu) 抗震節(jié)能防潮
中圖分類號(hào):TU318文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A
我國使用木結(jié)構(gòu)建筑的傳統(tǒng)可以追溯到上千年,尤其是一些宮殿、寺廟、教堂等;而歐美國家更有非常悠久的使用木結(jié)構(gòu)建筑的歷史。人們對(duì)生活質(zhì)量的要求也隨之提高,追求健康、環(huán)保的生活居所,木結(jié)構(gòu)建筑成為了整個(gè)房地產(chǎn)建筑的新趨勢(shì)。
首先,木結(jié)構(gòu)房屋結(jié)構(gòu)靈活,形式多樣
由于木結(jié)構(gòu)的多樣性,可以從傳統(tǒng)到現(xiàn)代等多重風(fēng)格。不論獨(dú)棟還是多戶住宅,或者商用、公用建筑如學(xué)校、醫(yī)院、托兒所等建筑,輕型木結(jié)構(gòu)房屋都有價(jià)格優(yōu)勢(shì)。通過使用屋蓋桁架和工程木產(chǎn)品,還可用于跨度較大的建筑物。更進(jìn)一步,可以建成四層建筑,滿足住宅的需求。也可以通過與混凝土結(jié)構(gòu)相結(jié)合形成混合結(jié)構(gòu),從而提高建筑物的性能、節(jié)約成本、提高居住滿意度。但實(shí)際上,木結(jié)構(gòu)建筑并不是只適合單戶住宅,多戶住宅也能夠應(yīng)用木結(jié)構(gòu)建筑。目前在上海、山東青島、遼寧營口等地,混合結(jié)構(gòu)建筑技術(shù)已被應(yīng)用于“平改坡”工程,它可以在一定程度上解決地基承載力不夠、空間狹小等問題。同時(shí),由于木結(jié)構(gòu)重量較輕,可通過設(shè)計(jì)適用任何建筑的要求,因此將木結(jié)構(gòu)應(yīng)用在實(shí)際建造中完全可行,也可以節(jié)省大量能源。
木材易于加工,施工周期短
木結(jié)構(gòu)房屋用到的材料一般都是直接購買的尺寸規(guī)格的軟木或工程木,原材料運(yùn)到現(xiàn)場(chǎng)后,只需要在施工現(xiàn)場(chǎng)按設(shè)計(jì)圖切割下料,在施工過程中,木材易于加工,使用基本的手動(dòng)或電動(dòng)工具,可以輕松切割、鉆孔或緊固。木材的重量輕,一個(gè)工人就可以搬運(yùn),不需要大的機(jī)械設(shè)備。木構(gòu)件如屋頂桁架、平行弦桁架、墻等可以預(yù)制,也可以在現(xiàn)搭建。如果是規(guī)格的建筑,整個(gè)木結(jié)構(gòu)房間可以工廠預(yù)制,再用吊車現(xiàn)場(chǎng)安裝。正是木結(jié)構(gòu)房屋的特殊性,施工周期是傳統(tǒng)房屋的一半左右,一般要3到4個(gè)月便可以完成。為開發(fā)商大大縮短了資金回籠時(shí)間,降低成本。相對(duì)于其它建筑,平臺(tái)式木結(jié)構(gòu)建筑無論是在施工時(shí),或是建成后,都十分易于改造,保障了施工質(zhì)量。
環(huán)保節(jié)能
任何住宅在建筑和使用中會(huì)對(duì)環(huán)境有很多負(fù)面影響。這包括自然資源的消耗,對(duì)自然環(huán)境的破壞,水源及空氣污染及排放廢物。中國在這方減輕這些環(huán)境影響方面壓力越來越大。與其它建筑相比,木結(jié)構(gòu)更具有環(huán)境優(yōu)勢(shì)。首先,木材是唯一可以在生的資源,全世界很多國家都采取了優(yōu)化的森林管理體系和認(rèn)證項(xiàng)目,這樣的措施保證了木材資源的長期供給。認(rèn)證體系是由第三方認(rèn)證森林被有效管理,符合嚴(yán)格的環(huán)境、經(jīng)濟(jì)及社會(huì)準(zhǔn)則。認(rèn)證項(xiàng)目需要在木森林砍伐的同時(shí)栽種新苗。其次,使用木材減少空氣以及水資源污染。木材是唯一的“負(fù)碳”型建筑材料。樹木每生長1立方米能吸收1噸二氧化碳并釋放3/4噸氧氣,二氧化碳以碳的形式儲(chǔ)存在樹木中。砍伐后的樹木制成木材產(chǎn)品后,能在其生命周期內(nèi)始終固化最初由樹木吸收的碳。對(duì)木結(jié)構(gòu)、鋼結(jié)構(gòu)以及混凝土房屋對(duì)環(huán)境影響的比較結(jié)構(gòu)表明:木結(jié)構(gòu)的全球變暖潛能比鋼結(jié)構(gòu)房屋少23%,比混凝土房屋少50%。木結(jié)構(gòu)的空氣毒性指數(shù)比鋼結(jié)構(gòu)房屋少74%,比混凝土房屋少115%;所產(chǎn)生的固體廢料,混凝土房屋比木結(jié)構(gòu)房屋高58%;生態(tài)環(huán)境破壞的角度考慮,混凝土結(jié)構(gòu)是最嚴(yán)重的(120.46元/m2),鋼結(jié)構(gòu)(91.64 元/m2),而木結(jié)構(gòu)則是最少的(56.43元/ m2)。同時(shí),現(xiàn)代木結(jié)構(gòu)節(jié)省能耗,木材是一種天然的隔熱材料,木材具有很多微觀氣孔,是一種天然的保溫材料,在同樣厚度的條件下,木材的隔熱值比標(biāo)準(zhǔn)的混凝土高16倍,比鋼材高400倍,比鋁材高1600倍。即使采取通常的隔熱方法,木結(jié)構(gòu)房屋的隔熱效果也比空心磚墻房高3倍。這意味著鋼材、混凝土或磚石結(jié)構(gòu)建筑如果要達(dá)到木結(jié)構(gòu)相同水平的節(jié)能性能,必須使用更多的保溫材料或加厚墻體。采用木結(jié)構(gòu)墻體比普通混凝土墻體在相同厚度的情況下保溫能力高7倍左右。
抗震性
木結(jié)構(gòu)由于木材的強(qiáng)度與柔度,具有天然的抗震性能。木材輕質(zhì)高強(qiáng),因而地面加速度在木建筑物上所產(chǎn)生的能量沒有其它建筑物大。柔韌優(yōu)于其它材料,可以吸收并消散能量。在這種建筑中,木構(gòu)件細(xì)小、尺寸規(guī)范、間隔緊密。大多數(shù)的框架由三個(gè)部分組成:構(gòu)成墻壁骨架的垂直墻骨;構(gòu)成樓板的水平擱柵;以及支撐屋頂?shù)拇净蜓芗堋.?dāng)墻由斜撐木板或輕質(zhì)木基板材而形成墻覆面板時(shí),它具有了側(cè)向抵抗力,并進(jìn)而形成了一個(gè)剪力墻系統(tǒng)——輕質(zhì)、高強(qiáng)、且建造效率高。所有部件共同支撐建筑物,使之可以抵抗重力、風(fēng)及地震。世界各地的專家都深度研究過地震造成的損害。2008年的汶川地震毀壞了大部分的混凝土、磚石建筑,但木結(jié)構(gòu)建筑基本沒有損傷。實(shí)踐表明,木結(jié)構(gòu)韌性大,對(duì)于瞬間沖擊荷載和周期性疲勞破壞有很強(qiáng)的抵抗能力。
木結(jié)構(gòu)建筑耐久且適合多種氣候
木結(jié)構(gòu)建筑在任何氣候條件下甚至高溫度或大風(fēng)區(qū)域,都可以保持耐久性能。木材是一種天然、健康的且極具親和性的材料,木材經(jīng)過了現(xiàn)代技術(shù)生產(chǎn)加工成不同的墻體型材,再經(jīng)過阻燃、防腐處理等工序,更加堅(jiān)固耐用。對(duì)抗下沉應(yīng)力、抗干燥、抗老化,具有顯著的穩(wěn)定性。如果使用得當(dāng),木材則是一種穩(wěn)定、壽命長、耐久性強(qiáng)的材料。中國北京的天壇始建于1420年,已歷經(jīng)好幾個(gè)世紀(jì)的嚴(yán)寒與酷暑。
防潮性
人們通常誤以為水是木材的敵人,情況并不是這樣,關(guān)鍵在于在設(shè)計(jì)和建造當(dāng)中采用以木材為基礎(chǔ)的建筑產(chǎn)品時(shí)應(yīng)懂得如何控制水分。因此所有建筑用材進(jìn)行烘干處理,通過烘干處理的木材可以避免絕大多數(shù)的體積變化,這些木材已預(yù)先干燥至含水率19%以下。如果木材的含水率等于或小于19%,那么木材被認(rèn)為是干燥的。木材的含水率在28%左右時(shí)達(dá)到纖維飽和,纖維飽和是干縮和腐爛的基準(zhǔn)點(diǎn)。除非木材的含水率達(dá)到或超過纖維飽和點(diǎn),否則腐蝕菌一般不會(huì)生長。同時(shí),我們對(duì)木材采用防腐劑進(jìn)行浸漬的防腐處理,采用天然植物油做表面涂層,來防止水侵蝕。事實(shí)上,與其他常用建筑材料相比木材更不容易因?yàn)榕紶柦穸艿接谰脫p壞。
木結(jié)構(gòu)具有造價(jià)優(yōu)勢(shì)
在北美、日本和英國,平臺(tái)式木結(jié)構(gòu)建筑是最為經(jīng)濟(jì)的中低密度建筑形式。中國目前有研究顯示,在很多情況下,平臺(tái)式木結(jié)構(gòu)建筑與混凝土建筑的造價(jià)正在趨于接近。隨著產(chǎn)業(yè)的發(fā)展與規(guī)?;脚_(tái)式木結(jié)構(gòu)建筑在中國的造價(jià)會(huì)越來越低。
篇2
關(guān)鍵詞:竹木建筑;生態(tài)建筑;木建筑結(jié)構(gòu);良性循環(huán)
根據(jù)相關(guān)調(diào)查數(shù)據(jù)顯示,木結(jié)構(gòu)建筑已經(jīng)遍布全球,在建筑市場(chǎng)上,采用木結(jié)構(gòu)建筑的住宅已經(jīng)占據(jù)主導(dǎo)地位,是人們首選的建筑結(jié)構(gòu)。目前,木結(jié)構(gòu)建筑通常被用于學(xué)校、廠房和體育館等。但隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的逐步發(fā)展,生活水平的不斷提高,人們對(duì)居住環(huán)境舒適度有了更高的要求,因此,木結(jié)構(gòu)建筑更加受到廣大人們的熱愛和關(guān)注。
1 竹木建筑與生俱來的低碳性能
竹木建筑材料之所以能夠越來越受到廣泛應(yīng)用,主要是其自身具有較多的特點(diǎn),最突出的特性就是低碳性能,并且竹木建筑材料是一種可再生資源,即具有可回收、再生產(chǎn)、低碳環(huán)保等特點(diǎn)。竹木生長在泥土里,最終也回歸于泥土,這就是一種純粹的自然再生資源。竹木在自然生長循環(huán)的過程中,既不消耗自然資源,同時(shí),生長過程中也不會(huì)造成任何的環(huán)境污染和空氣污染等,是非常環(huán)保的自然資源。它自身還具備一個(gè)較強(qiáng)的優(yōu)勢(shì),即生長周期較短,因此,竹木資源比較豐富,在使用的過程中也比較容易加工,這也是竹木材料在木建筑中被廣泛應(yīng)用的重要因素之一。
竹木建筑技術(shù)的優(yōu)點(diǎn):取材方便、成本較低、施工期短、結(jié)構(gòu)占用空間少、質(zhì)量優(yōu)質(zhì)、彈性好等。竹木建材經(jīng)久耐用,即使被損壞也比較容易修復(fù),而且修復(fù)后的效果較好,木材料建筑物比較容易維護(hù)和更新。加上自身取材和建筑技術(shù)的優(yōu)點(diǎn),是木建筑行業(yè)首選的建筑材料,構(gòu)建真正意義上的低碳建筑。
竹木材料相對(duì)于其它建筑材料,其組織結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單,竹木的維管束和竹桿平行排列,因此,竹木建筑的抗劈性能較高,尤其是需要彎曲加工的建筑,竹木是最好的選擇材料。從力學(xué)的角度分析,竹桿上部強(qiáng)度較大,并且竹壁的外側(cè)比內(nèi)側(cè)的力學(xué)強(qiáng)度大,因此,從這個(gè)角度說,竹木被譽(yù)為自然界中效能最高的材料。建筑選材中,一定程度上,竹桿能夠代替木材和金屬。
2 竹木建筑新材料在木建筑中的應(yīng)用
2.1 竹木規(guī)格材
我國人工林竹木地區(qū)以湖南和安徽地區(qū)為典型,在我國森林使用相關(guān)規(guī)定的法律法規(guī)基礎(chǔ)上,采用人工林結(jié)構(gòu),北美曾對(duì)竹木規(guī)格進(jìn)行分級(jí)測(cè)試,綜合評(píng)估竹木規(guī)格材,從而得出相關(guān)數(shù)據(jù)。竹木規(guī)格材具有可彎性,并且力學(xué)強(qiáng)度較大,在建筑中能夠有效滿足墻骨和屋架等各種要求,而常規(guī)的SPF規(guī)格材通常被竹木規(guī)格材代替。
2.2 竹木復(fù)合覆面板
我國的毛竹和速生楊木資源較為豐富,在采用該種材料時(shí),主要是利用改性酚醛膠黏劑(PF)。建筑采用竹木建材之前,首先,進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和科學(xué)的工藝加工,通過這樣的操作程序加工竹木,加工成輕質(zhì)高強(qiáng)的竹木覆面板材。在測(cè)量好建筑需要材料的尺寸和穩(wěn)定性能的基礎(chǔ)上,進(jìn)一步加強(qiáng)其力學(xué)性能,這時(shí)竹木復(fù)合覆板面的性能就會(huì)達(dá)到甚至超過OSB/4級(jí)的要求。這一方面是由于竹木材料比較好加工;另一方面是因?yàn)橹衲咀陨淼男阅茌^高。
2.3 竹與木的搭配
2.3.1 空心與實(shí)心的搭配。采用竹木復(fù)合材料的建筑,其外觀是竹材,從建筑的強(qiáng)度和加工特性以及穩(wěn)定性的角度來分析,其它竹材不能與之相比較。而竹木復(fù)合建筑材料加工過程比較簡(jiǎn)單,竹木的竹節(jié)內(nèi)部有節(jié)板,加工竹木復(fù)合建筑材料時(shí)除去節(jié)板即可,把加工好的圓形木棒插人竹筒作芯材,竹筒與芯材之間會(huì)有縫隙,這個(gè)縫隙可以用樹脂來填充,使竹筒和芯材構(gòu)成一個(gè)整體。
2.3.2 剛與柔的搭配。所謂剛?cè)岵?jì)的效果,在竹與木的結(jié)合中詮釋的非常恰當(dāng),木材是剛性材料,因?yàn)樗哂匈|(zhì)輕高強(qiáng)和順紋抗壓的性能。竹材屬于柔性材料,竹材的性能相對(duì)于木材來說更穩(wěn)定,而且密度較小,具有抗劈性能。因此,竹材與木材二者相搭配,其性能剛?cè)岵?jì)、相互穩(wěn)定,并且施工中方便快捷,力學(xué)性能也較強(qiáng),由此看來,二者在建筑中搭配使用能夠得到很好的建筑效果和性能。
篇3
關(guān)鍵詞:老式木結(jié)構(gòu)建筑;防火設(shè)計(jì);阻燃處理;表面防護(hù);電氣隱患;防火技術(shù)
Abstract: In order to provide technical support and legal basis for the old wooden structure building using popularization in China, fire safety guarantee this kind of buildings, this article mainly from the old wooden structure building fire protection and fire fighting on the old wooden structure in two aspects of point fire technology and old wood structure building.
Keywords: the old wooden structure building; fire protection design; flame retardant; surface protection; electrical hazards; fire technology
中圖分類號(hào):TU318 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:文章編號(hào):
前言
我國老式木結(jié)構(gòu)建筑,無論從應(yīng)用規(guī)?;蛘邤?shù)量,還是從相關(guān)消防技術(shù)研究的廣度和深度,都跟國外老式木結(jié)構(gòu)建筑應(yīng)用較多的國家存在很大差距。按照我國現(xiàn)行GB50016-2006《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》的有關(guān)規(guī)定,老式木結(jié)構(gòu)建筑的耐火等級(jí)在三級(jí)與四級(jí)之間。經(jīng)過多年的干燥,木材構(gòu)件成了“全干材”,含水量很低,極易燃燒,火災(zāi)危險(xiǎn)性極大。特別是古建筑火災(zāi),損失之大往往是難以估計(jì)的。為了系統(tǒng)、完善地解決有關(guān)老式木結(jié)構(gòu)建筑的消防技術(shù)問題,為老式木結(jié)構(gòu)建筑在我國的安全應(yīng)用提供科學(xué)的技術(shù)支持。
1、老式木結(jié)構(gòu)的防火設(shè)計(jì)工作
老式木結(jié)構(gòu)建筑的防火設(shè)計(jì)構(gòu)造應(yīng)按照GB50016-2006《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》的有關(guān)規(guī)定進(jìn)行。通過合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和構(gòu)造措施來控制火勢(shì)的蔓延,使老式木結(jié)構(gòu)建筑滿足防火要求才是最重要的。
1.1 防火分區(qū)。建筑物內(nèi)部某空間發(fā)生火災(zāi)后,火勢(shì)會(huì)因熱氣體的對(duì)流和輻射作用,或者從樓板、墻體的燒損處和門窗洞門向其他空間蔓延擴(kuò)大開來,最后引發(fā)整座建筑的火災(zāi)。因此,必須通過防火分區(qū)將火勢(shì)控制在一定時(shí)間和一定區(qū)域內(nèi)。由于老式木結(jié)構(gòu)建筑的耐火等級(jí)介于GB50016-2006《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》中的三級(jí)和四級(jí)之間,其防火分區(qū)和防火間距都應(yīng)按照規(guī)定的要求執(zhí)行。與防火分區(qū)直接相關(guān)的包括建筑層數(shù)、長度和面積等參數(shù),使用防火墻作為耐火屏障可以控制火勢(shì)蔓延到相鄰的建筑物。
1.2 防火間距。建筑物起火后,由于熱輻射的作用,可能使鄰近的建筑物被烘烤而起火,同時(shí)考慮到人員疏散和滅火救援的需要,建筑物之間應(yīng)有防火間距。石老式木結(jié)構(gòu)房屋之間的防火間距應(yīng)不小于8m,老式木結(jié)構(gòu)房屋之間的防火間距應(yīng)不小于12m。對(duì)原已建成的大村寨應(yīng)積極采取開辟防火通道的有效措施,將位于防火通道上的建筑遷出重建,以使得在火災(zāi)發(fā)生時(shí)不至于出現(xiàn)“火燒連營”的情況。為防止外部失火的殃及,有條件的地區(qū)應(yīng)在老式木結(jié)構(gòu)建筑挖出防火溝作為防火隔離帶,并及時(shí)去除雜草、灌木、枯葉、樹枝等可燃物。
1.3 構(gòu)造措施。火災(zāi)試驗(yàn)證明,發(fā)生火災(zāi)的建筑對(duì)相鄰建筑的影響與該建筑物外墻的耐火極限和外墻門窗洞口的開口比例有直接關(guān)系。如果相鄰建筑的外墻無洞口,并且外墻能滿足1.00h的耐火極限,防火間距可減少至4m??紤]到有些建筑完全不開門窗比較困難,允許每一面外墻開孔不超過10%時(shí),老式木結(jié)構(gòu)建筑之間的防火間距可減少至6m,但要求外墻的耐火極限不小于1.00h,同時(shí)外墻圍護(hù)結(jié)構(gòu)的材料必須至少是難燃材料。外墻和防火墻上的開口數(shù)量和尺寸都應(yīng)被限制。廚房盡量單獨(dú)設(shè)置。在有火源的房屋內(nèi),須設(shè)置防止火焰、火星及輻射熱危害的防火設(shè)施(如防火隔墻、防火幕、防火隔板或壘砌磚墻等),使老式木結(jié)構(gòu)與火源隔開,并在樓板上用石塊、磚等非燃燒材料作襯墊,分隔火源與樓板。
1.4 自動(dòng)報(bào)警與滅火設(shè)施探測(cè)、警報(bào)系統(tǒng)對(duì)人們盡早地撤離建筑物是至關(guān)重要的。安裝探測(cè)器并使之保持良好的工作狀態(tài)是目前在建筑物火災(zāi)中保證人身安全最有效的方法。有條件的建筑中應(yīng)安裝煙感或溫感探測(cè)器,以便及早發(fā)現(xiàn)火災(zāi)。在建筑物中安裝噴淋系統(tǒng),以此應(yīng)對(duì)在日常生活中存在的火災(zāi)隱患。火災(zāi)發(fā)生時(shí),噴淋系統(tǒng)被自動(dòng)觸發(fā)并將冷水噴灑在燃燒區(qū)域。噴淋系統(tǒng)可以在消防員抵達(dá)之前控制火勢(shì)的發(fā)展,有利于對(duì)初起火災(zāi)的撲救。
2、木材的阻燃處理工作
木材的燃燒等級(jí)低,通過適當(dāng)?shù)淖枞继幚砜墒蛊淙紵阅艿燃?jí)由B2級(jí)提高到B1級(jí)。阻燃劑的阻燃途徑主要有:抑制木材高溫下的熱分解、抑制熱傳遞和抑制氣相及固相的氧化反應(yīng)。以上阻燃途徑相輔相成、相互補(bǔ)充、互為因果。一種阻燃劑往往具有一種以上的阻燃作用,并有側(cè)重。因此,在木材阻燃劑配方中一般都選用兩種以上的成分進(jìn)行復(fù)合,各成分相互補(bǔ)充,產(chǎn)生阻燃協(xié)同作用。常用的木材阻燃劑主要有:磷系阻燃劑、氮系阻燃劑和硼系阻燃劑等。經(jīng)過阻燃處理的木材,抗火性能明顯提高,木構(gòu)件表面火焰的燃燒速度降低,相應(yīng)地提高構(gòu)件的耐火極限,改變其燃燒性能,但不能提高構(gòu)件的耐火等級(jí)。
3、木材的表面防護(hù)工作
表面保護(hù)是在最后加工成型的木材及其制品上涂覆阻燃劑或防火涂料,或者在其表面包覆不燃性材料,通過這層保護(hù)層達(dá)到隔熱、隔氧、抑制燃燒的目的。這是目前對(duì)木材進(jìn)行防火保護(hù)最有效的方法。
20世紀(jì)60年代,我國研制出了非膨脹型防火涂料,如過氯乙烯防火漆等,通過涂料本身的難燃性或不燃性,或者通過涂層在火焰下釋放出不燃?xì)怏w并在表面形成釉狀物的絕氧隔熱膜來保護(hù)基材。20世紀(jì)70~80年代,又陸續(xù)研制出各種膨脹型防火涂料,用作木質(zhì)材料的飾面型防火保護(hù)層。膨脹型防火涂料受熱后,會(huì)形成多孔性的海綿狀炭化層結(jié)構(gòu),具有很好的隔氧隔熱保護(hù)作用。將其涂刷在可燃建筑結(jié)構(gòu)上,遇小火不燃燒;火勢(shì)不大時(shí),具有阻滯延燃能力,從而減緩火焰?zhèn)鞑ニ俣龋浑x開明火后能自行熄滅,可提高材料的耐火能力,防止火災(zāi)迅速蔓延擴(kuò)大,但不能完全阻止和消滅火災(zāi)。
4、電氣火災(zāi)隱患的消除工作
用電安全方面必須嚴(yán)格按照電氣規(guī)程的要求進(jìn)行電氣線路及設(shè)備的安裝,積極消除電氣火災(zāi)隱患,嚴(yán)禁私拉亂接,對(duì)陳舊老化的線路必須立即進(jìn)行改造。嚴(yán)禁使用大功率照明燈具和用電設(shè)備,照明燈具應(yīng)與可燃物保持足夠的安全距離。用電設(shè)備要有可靠的防雷接地措施。木屋蓋吊頂內(nèi)的電線應(yīng)采用金屬管配線,或使用帶金屬保護(hù)層的絕緣導(dǎo)線。白熾燈、鹵鎢燈、熒光高汞燈及其鎮(zhèn)流器等不應(yīng)直接安裝在木構(gòu)件上。
5、其它防火保護(hù)工作
房屋的防火安全性能與建筑物結(jié)構(gòu)材料的燃燒性能存在一定的關(guān)系,但更大程度上取決于使用者對(duì)火災(zāi)的防范意識(shí)以及所采取的防火措施是否科學(xué)合理。
5.1 完善滅火設(shè)施。首先,消防站的建設(shè)要遵循因地制宜、多種形式、小型適用的原則,人員數(shù)量也要切合實(shí)際。其次,進(jìn)行消防規(guī)劃時(shí),在缺乏水源的地區(qū),要結(jié)合當(dāng)?shù)氐牡匦翁攸c(diǎn),建設(shè)不同類型的消防水池和消防泵房。在消防車能夠到達(dá)的地方,應(yīng)修建供消防車取水用的設(shè)施。例如,可以結(jié)合木建筑依山而建的地形條件,在山坡的較高處修建高位消防水池,建成常高壓消防給水系統(tǒng),滿足滅火的需要。第三,有城市消防系統(tǒng)依托的老式木結(jié)構(gòu)建筑應(yīng)在不影響建筑內(nèi)、外形象的條件下設(shè)置消防管網(wǎng)和自動(dòng)滅火系統(tǒng)。對(duì)于不具備自動(dòng)滅火條件的建筑,應(yīng)配備消防器材設(shè)施,無法設(shè)置消火栓系統(tǒng)的,采用手抬機(jī)動(dòng)泵串聯(lián)遠(yuǎn)距離供水滅火。
5.2 建設(shè)多種形式的消防隊(duì)伍。由于專職消防隊(duì)駐地可能離建筑很遠(yuǎn),一旦發(fā)生火災(zāi),單純依靠消防隊(duì)伍滅火“遠(yuǎn)水解不了近渴”,因此加強(qiáng)多種形式的消防隊(duì)伍建設(shè)也是十分重要的。有效地發(fā)動(dòng)群眾,自力更生,以解決消防設(shè)施的不足。尤其是村寨老式木結(jié)構(gòu)建筑的消防更要靠發(fā)動(dòng)群眾,從實(shí)際出發(fā),因陋就簡(jiǎn),自力更生。最大限度地減少和杜絕村寨火災(zāi)的危害。
6、結(jié)束語
綜上所述,影響老式木結(jié)構(gòu)建筑耐火極限的主要因素有:材料的燃燒性能、構(gòu)件的截面尺寸和木材的保護(hù)層厚度等方面。房屋的防火安全性能還在很大程度上取決于使用者對(duì)火災(zāi)的防范意識(shí)、室內(nèi)裝飾材料的可燃性以及防火措施是否得當(dāng)?shù)纫蛩?。因此,老式木結(jié)構(gòu)的防火工作是十分重要的,適當(dāng)?shù)姆阑痖g距、安全疏散通道、煙感報(bào)警裝置的設(shè)置等都是防止火災(zāi)發(fā)生的必要措施。
參考文獻(xiàn):
[1] 彭磊,邱培芳,張海燕,倪照鵬,劉庭全,多層木結(jié)構(gòu)建筑防火要求及應(yīng)用現(xiàn)狀[J],消防科學(xué)與技術(shù),2012,(2)
篇4
古建筑的修繕要尊重傳統(tǒng)和古建筑的維修原則,定好方向堅(jiān)持不改變?cè)沃?、原結(jié)構(gòu)、原工藝、原材料的原則。同時(shí)還應(yīng)該靈活運(yùn)用現(xiàn)代的科學(xué)技術(shù)來彌補(bǔ)傳統(tǒng)工藝材料的不足及缺點(diǎn),增強(qiáng)其性能。
關(guān)鍵詞:云南藏族獨(dú)克宗古城建筑材料結(jié)構(gòu)使用情況
中圖分類號(hào):TS958文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼: A
香格里拉的獨(dú)克宗古城以1300多年的歷史來論,是目前中國藏族藏式民居保存最完整的古城,具有濃厚的藏傳佛教宗教色彩。因其文化及地域的獨(dú)特性造就了藏族建筑的傳奇。然于2014年1月11日的一場(chǎng)大火,獨(dú)克宗古城受到了折損?!蔼?dú)克宗古城的倉房、金龍、北門三個(gè)社區(qū)受到了不同程度的災(zāi)害,總受災(zāi)戶數(shù)335戶,其中燒毀房屋242棟,因建立防火隔離帶拆除43棟,拆除房屋屋頂50棟。除造成房屋、商鋪、基礎(chǔ)設(shè)施等受災(zāi)外,此次火災(zāi)還造成古城內(nèi)部分文物、唐卡及其他佛教文化藝術(shù)品燒毀,具體受災(zāi)損失尚且還無法估計(jì)?!报D―《百度百科香格里拉大火事件》。建筑可以再建,然其文化藝術(shù)和歷史痕跡卻很難復(fù)原及不能復(fù)原。
一、獨(dú)克宗古城建筑殘損原因分析存在必要性。
獨(dú)克宗古城位于云南省迪慶州香格里拉縣建塘鎮(zhèn),海拔3300多米,始建于唐朝,距今已有1300多年的歷史。通過資料查詢和實(shí)地考察,獨(dú)克宗和麗江一樣曾是滇藏“茶馬古道”上的重鎮(zhèn),是馬幫進(jìn)藏的第一站,至今石板路上還留著深深的馬蹄印。作為目前中國保存最好最大的藏民群居性建筑,獨(dú)克宗古城備受世界的青睞。獨(dú)克宗古城按照佛經(jīng)中的香巴拉理想國建成。在古城興建時(shí),建筑材料大都就地取材,工匠們發(fā)現(xiàn)當(dāng)?shù)爻霎a(chǎn)的一種白色粘土可作為房屋外墻的涂料,于是古城民居外墻皆涂成白色,這點(diǎn)風(fēng)格一直沿用至今。每到夜晚,銀色的月光把白色的古城打扮得分外妖嬈,于是當(dāng)?shù)厝司桶压懦欠Q做“獨(dú)克宗”,“獨(dú)克宗”藏語意為“月光之城”。
2001年,獨(dú)克宗古城被批準(zhǔn)為云南省歷史文化名城。
具有1300年歷史的獨(dú)克宗古城不只是一座藏族文化的物質(zhì)縮影,更加是一部記錄藏族歷史的教科書。民俗傳統(tǒng)伴隨著古建筑保存了千年。為后代保留了豐富的藝術(shù)文化財(cái)富。誠如導(dǎo)師所講:云南藏族地地理位置奇特,地處青藏高原東南邊陲橫斷山脈附近,自然景觀神奇險(xiǎn)峻,雪山、峽谷、草原、高山、湖泊、原始森林同時(shí)存在。云南的少數(shù)民族眾多,民俗的影響及融合造就了獨(dú)特的云南藏族文化。獨(dú)克宗古城建筑的存在是對(duì)一方水土歷史、文化、經(jīng)濟(jì)、藝術(shù)的完美體現(xiàn)。
任何物質(zhì)都因分子的不規(guī)則運(yùn)動(dòng)會(huì)有所應(yīng)變,有好的一面,同時(shí)更存在損害的一面。古建筑同樣存在這樣的境遇,以本文為例,獨(dú)克宗古鎮(zhèn)存在著巨大的殘損問題。這就需要我們深入研究建筑物的材料、結(jié)構(gòu)、工藝、使用情況等方面,分析研究出古建筑的折損點(diǎn),以便對(duì)其進(jìn)行優(yōu)化處理及保護(hù),為后代保管好這份財(cái)富。
二、云南藏族獨(dú)克宗古鎮(zhèn)建筑材料的殘損分析及修繕。
云南藏族獨(dú)克宗古鎮(zhèn)建筑材料以木材和石材為主,木材獨(dú)有的特性適用于建筑,同時(shí)也影響著建筑。木材的多孔性、調(diào)濕性、觸覺性、視覺性、可塑性、柔韌性等在建筑中起到好的作用,然木材的吸濕性、脹縮性、脆性、老化性、表面鈍化性、易燃性則成為其建筑殘存的元兇。
1木材吸濕特性
木材的缺點(diǎn)之一是吸濕,這一特性直接影響木制品的質(zhì)量。當(dāng)空氣的濕度大于木材時(shí),木材就吸收空氣中的水分,稱為吸濕;相反,如果木材的濕度大于其周圍空氣時(shí)(即木材比空氣濕),木材中的水分就蒸發(fā)到大氣中去,稱為我們所說的干燥。木材干燥就是利用木材的吸濕特性。木材的吸濕性會(huì)導(dǎo)致木材隨著環(huán)境溫度和空氣濕度的變化出現(xiàn)變形、翹曲和開裂等缺陷,使木材材質(zhì)降等甚至成為廢材。云南香格里拉用材樹種有云杉、冷杉、鐵杉、槭樹、紅樺、白樺等,這類木材大多數(shù)易干燥,性能穩(wěn)定,適合于云南。
2木材脹縮特性
濕材因干燥而縮減其尺寸或體積,謂之干縮;干材因吸濕而增大其尺寸或體積,謂之濕脹。干縮和濕脹是木材固有的性質(zhì),木材的脹縮性會(huì)導(dǎo)致木制品尺寸不穩(wěn)定,引起變形、翹曲和開裂。木材的這種缺點(diǎn),可以通過人工干燥及其他方法來減輕和克服。利用電磁波可以被自由旋轉(zhuǎn)的水分子吸收的原理,微波干燥木材能有效地使含水率較高的木材干燥。
3木材脆特性
通常年輪寬度非常大的針葉樹材,晚材率小的輕質(zhì)材,年輪寬度極窄的闊葉樹環(huán)孔材以及應(yīng)壓木等,往往就是脆性材,例如云杉。脆性木材不宜用于橋梁、屋梁、運(yùn)動(dòng)器械。云南香格里拉脆性材偏多,在進(jìn)行脆性材的運(yùn)用時(shí)要注意。
4木材耐腐蝕性
木材的老化性表現(xiàn)在木材的耐腐蝕性能,而木材所在的自然環(huán)境光照、雨水、風(fēng)力等自然能力會(huì)對(duì)木材表面及性能進(jìn)行損壞。云南香格里拉地勢(shì)高達(dá)三千米以上,紫外線強(qiáng),溫帶氣候,空氣濕度高。防止木材老化可以在涂料中加入紫外吸收劑和防氧化劑進(jìn)行處理。
6木材易燃特性
木材容易燃燒,凡是以木板為基質(zhì)的木制品、木構(gòu)件和木建筑物,都要注意防止火災(zāi)的問題。云南藏族室內(nèi)是以木結(jié)構(gòu)為主,所以就要尤為注意木材的防火處理。
方法一:與不燃物質(zhì)混用,使可燃性成分的比例降低,或用覆面材料隔斷火焰與熱和氧的接觸。例如,云南藏區(qū)的月光石,這也是木材與石材的巧妙結(jié)合,不至于一家起火其他家遭殃的情況發(fā)生。
方法二:結(jié)合現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)研究,對(duì)木材表面注射藥劑進(jìn)行防火處理。
相對(duì)于木材的性能,石材的穩(wěn)定性就好一些。石材的硬度高,耐腐蝕的性能也強(qiáng),但其韌性卻遠(yuǎn)沒有木材好。所以云南藏族建筑以木材和石材相互配合,使建筑的性能更高,更強(qiáng)。
三、云南藏族獨(dú)克宗古鎮(zhèn)建筑結(jié)構(gòu)的殘損分析及修繕。
獨(dú)克宗古城的倉房、金龍、北門三個(gè)社區(qū)受到了不同程度的災(zāi)害,總受災(zāi)戶數(shù)335戶,其中燒毀房屋242棟,因建立防火隔離帶拆除43棟,拆除房屋屋頂50棟。除造成房屋、商鋪、基礎(chǔ)設(shè)施等受災(zāi)外,此次火災(zāi)還造成古城內(nèi)部分文物、唐卡及其他佛教文化藝術(shù)品燒毀,具體受災(zāi)損失尚且還無法估計(jì)?!报D―《百度百科香格里拉大火事件》。
文中描述的大火說明了獨(dú)克宗古鎮(zhèn)在建筑結(jié)構(gòu)上存在巨大的問題。云南藏族的建筑經(jīng)過歷史的巡禮,因其地理環(huán)境存在森林,防火一直是其建筑的特色。建筑以內(nèi)不見土,外不見木而形成的獨(dú)特建筑結(jié)構(gòu)就是為了能夠防火。木材框架外邊包裹著厚厚的砂石層能夠很好的阻擋外部火源。屋頂是以木質(zhì)結(jié)構(gòu),但其與下面的梁柱結(jié)構(gòu)是以鑲嵌和榫連接,方便于內(nèi)部起火時(shí)可以直接把屋頂掀掉達(dá)到滅火的目的。然因現(xiàn)代的發(fā)展,部分居民加固了其連接處,導(dǎo)致了上述情況的發(fā)生。
隨之時(shí)代的發(fā)展,建筑的結(jié)構(gòu)在一定程度上會(huì)有所改變,比如云南藏族的木結(jié)構(gòu)建筑因?yàn)椴牧系倪M(jìn)步,部分家庭已經(jīng)開始向框架結(jié)構(gòu)以及鋼結(jié)構(gòu)過渡。屋頂也會(huì)因?yàn)槠湫滦筒牧系难邪l(fā)而進(jìn)行著變化。對(duì)于建筑物的“更新”作者是持觀望的態(tài)度的。建筑物風(fēng)格的形成不是一個(gè)短期的過程,它是經(jīng)過時(shí)代的更替,不斷的試驗(yàn),調(diào)整,試驗(yàn)的循環(huán)改進(jìn)的。所以一個(gè)地區(qū)的建筑風(fēng)格是與其周圍的環(huán)境相適應(yīng)的。改變時(shí)要考慮清楚原設(shè)計(jì)的意義及功能,尊重廣大勞動(dòng)人民的智慧成果,隨時(shí)保持嚴(yán)謹(jǐn)鄭重的工作態(tài)度。
四、云南藏族獨(dú)克宗古鎮(zhèn)建筑使用情況的殘損分析及修繕。
長輩常說:老屋有人住會(huì)長壽,沒有人住會(huì)老得很快。
這句話是非常有道理的。因?yàn)檫@是存在一定的科學(xué)理論的。其一是人類的生存需要空氣陽光和水,而這些物質(zhì)的多與少,密與疏會(huì)影響人的身體,相對(duì)應(yīng)的人就會(huì)適當(dāng)?shù)母淖兘ㄖ那闆r來適應(yīng)自己,例如夏天就會(huì)注意屋內(nèi)的通風(fēng)和空氣的溫濕度,冬天則會(huì)注意保暖和防風(fēng)。所以住久的老房屋是會(huì)隨著主人為了適應(yīng)自然環(huán)境的氣候變化,做到了通風(fēng)散熱和保暖御寒。這樣,建筑的材料――木頭和石材等才能夠在一個(gè)相對(duì)恒溫的環(huán)境壽命更長。其二是人類的活動(dòng)會(huì)一定程度上抑制昆蟲對(duì)于建筑的損害。做飯時(shí)的腌熏烤制會(huì)對(duì)建筑材料起到保護(hù)作用。因此老屋有人住會(huì)長壽,沒有人住會(huì)老得很快。
當(dāng)然因?yàn)殚L時(shí)間的使用居住,房屋會(huì)有一定的損害,例如一些生活磨合的痕跡,家里成員對(duì)建筑表面的破損等等。但是小面積的損傷是必然存在的,雁過留痕,何況幾十年的居住停靠。至于大面積的損傷絕大多數(shù)是人為的或者是意外造成的損傷,我們應(yīng)該盡可能的避免其發(fā)生。
五、總結(jié)
一座古建筑,他的材料,結(jié)構(gòu),工藝,使用情況等記錄了時(shí)代的痕跡,先人的生活習(xí)慣和風(fēng)俗人情,更重要的是記錄了當(dāng)時(shí)的杰出工藝,那是留給后人的無價(jià)遺產(chǎn),我們只能把建筑的前期維護(hù)和修繕做好,如果毀掉了再想復(fù)制,那么也只是整體感覺相似而已,建筑的歷史感,先人工藝的妙筆,建筑材料的再生將不復(fù)存在。因此我們對(duì)古建筑要進(jìn)行深入研究分析,找出其殘損原因,進(jìn)行前期維護(hù)修繕,將工作做在前面。
云南藏族傳統(tǒng)民居中存在著很多樸素的原生建筑設(shè)計(jì)思想。開展這類地域性的民族建筑研究,應(yīng)深入了解其生態(tài)建筑、文明歷史,挖掘傳統(tǒng)生態(tài)民居建筑的特色,為當(dāng)代建筑的設(shè)計(jì)提供理念和思路,為設(shè)計(jì)提供閃光點(diǎn)。因此,對(duì)于原生態(tài)的民居建筑,任何時(shí)候都不要用過時(shí)來決定他的去留,應(yīng)該吸納其精華,在宏觀和微觀兩方面不同層面的分析研究,讓其為現(xiàn)代建筑增磚添瓦。
參考文獻(xiàn)
【1】云南民族村寨調(diào)查-藏族中甸尼西鄉(xiāng)形朵村,高發(fā)元著,昆明-云南大學(xué)出版社,2001
【2】家具與室內(nèi)裝飾材料手冊(cè),鄧涯主編,北京-化學(xué)工業(yè)出版社,2007
篇5
【關(guān)鍵詞】 古建筑;木結(jié)構(gòu);抗震;構(gòu)造;原理
1. 前言
我國的傳統(tǒng)古建筑多數(shù)以磚瓦和木材作為主要的建筑材料,其中木構(gòu)架結(jié)構(gòu)基本是主要的結(jié)構(gòu)形式。一般采用眾多的木構(gòu)件進(jìn)行組合,形成一定的框架體系,柱網(wǎng)平面間采用均衡對(duì)稱形式,形成格局。結(jié)構(gòu)一般由橫梁、立柱、順檁搭建而成,不同構(gòu)件間的結(jié)點(diǎn)往往通過榫卯來吻合,從而構(gòu)成彈性框架。結(jié)構(gòu)體系又可以具體分為穿斗、抬梁和干闌式三類。木結(jié)構(gòu)建筑在防震抗震方面有很大優(yōu)勢(shì),這種結(jié)構(gòu)與今天的框架結(jié)構(gòu)相類似,借由木材本身的特點(diǎn)及斗栱與榫卯存在伸縮余地等特點(diǎn),能夠在一定程度上減弱地震造成的危害,“墻倒屋不塌”正是對(duì)這種結(jié)構(gòu)特點(diǎn)的形象說明。
2. 古建筑木結(jié)構(gòu)抗震構(gòu)造與原理
我國的古建筑以木結(jié)構(gòu)為主,在構(gòu)造上主要由基礎(chǔ)、柱子、斗拱、梁架、屋頂?shù)炔糠纸M成,其中,梁與柱采取榫卯節(jié)點(diǎn)形式連接,千百年來,它們歷經(jīng)了各種地震災(zāi)害而保持完好,體現(xiàn)出良好的抗震性能[1]。著名的義縣奉國寺大殿,為我國現(xiàn)存最大的單層佛殿建筑,據(jù)寺內(nèi)元、明、清碑刻記錄,曾“經(jīng)庚寅地震”(1920年武平6.7級(jí)地震)“無所壞”。1975年海城地震,義縣處于主震斷面線上,奉國寺山門、無梁殿等清代小型建筑多受損害,而大殿基本安然無恙[2]。海城地震,關(guān)帝廟與三學(xué)寺等一些古建筑只是瓦頂和外墻部門出現(xiàn)了輕微的損傷,建筑物整體基本完整。1976年,我國發(fā)生了唐山大地之,其中薊縣烈度為八度,獨(dú)樂寺中矮小的建筑均發(fā)生了墻倒屋塌的現(xiàn)象,但遼代公元九八四年修建的高達(dá)二十余米的山門與觀音閣卻完整無損,這兩座建筑皆為木結(jié)構(gòu)。這些都充分說明了我國木結(jié)構(gòu)式古建筑在抗震方面的性能是十分優(yōu)越的。
2.1 古建筑體型上的抗震特點(diǎn)
建筑物平立面布置需要滿足“規(guī)則、對(duì)稱、剛度與質(zhì)量變化均勻”的特點(diǎn)才能夠很好地實(shí)現(xiàn)抗震效果。剛度和質(zhì)量變化均衡有兩方面涵義,第一是指在結(jié)構(gòu)平面的方向上,傳統(tǒng)建筑的質(zhì)量中心和結(jié)構(gòu)剛度中心相對(duì)一致,扭轉(zhuǎn)效應(yīng)基本不會(huì)使離剛度中心較遠(yuǎn)的構(gòu)件產(chǎn)生嚴(yán)重震害,另外,結(jié)構(gòu)立面上,沿結(jié)構(gòu)的高度方向,剛度與結(jié)構(gòu)質(zhì)量不會(huì)發(fā)生懸殊變化,不會(huì)產(chǎn)生薄弱層,所以就不會(huì)造成集中的變形,也就不會(huì)加速結(jié)構(gòu)倒塌。我國的古建筑在平面布局上具有相對(duì)簡(jiǎn)明、清晰的組織規(guī)律,從整體上看,重要的建筑一般都實(shí)施均衡對(duì)稱式,將庭院作為單元,沿橫軸線與縱軸線涉及,借助建筑群體之間的有機(jī)組合與烘托,不僅能夠使主體建筑看起來更為壯麗宏偉,也能夠有效地減輕地震扭轉(zhuǎn)效應(yīng)。這是因?yàn)榻ㄖ镄螤畹囊?guī)則性使得地震發(fā)生時(shí),建筑物各部分震動(dòng)相對(duì)協(xié)調(diào)一致,不至于出現(xiàn)應(yīng)力集中的現(xiàn)象,減弱了地震對(duì)建筑物造成的影響。
2.2 古建筑在選材和節(jié)點(diǎn)構(gòu)造上的抗震特點(diǎn)
木結(jié)構(gòu)構(gòu)架的整體剛性比較好,雖然木材容易在外力作用發(fā)生變形,但由于其本身較強(qiáng)的柔性特點(diǎn),所以仍然具備了一定的恢復(fù)變形能力,這個(gè)特點(diǎn)對(duì)抗震來說十分重要。將木榫作為柔性建筑的結(jié)點(diǎn)而成組的斗栱,其橫縱構(gòu)件相連,恰好形成彈性節(jié)點(diǎn),當(dāng)?shù)卣鸢l(fā)生時(shí),斗栱恰似大彈簧,劇烈顛簸的過程中可以抵消掉很大部分地震的能量,從而減輕建筑物受損程度。榫卯構(gòu)造技術(shù)是我國傳統(tǒng)木建筑普遍采用的技術(shù)手段,體現(xiàn)了我國建筑“以柔克剛,順應(yīng)自然”的思想哲理。這種方式充分利用了木材本身的柔性與彈性,如同動(dòng)物骨骼與關(guān)節(jié)一樣可以進(jìn)行一定的扭轉(zhuǎn)與伸縮,從而增強(qiáng)了建筑物的抗震性能。
此外,古建筑采用地栿和額枋將柱網(wǎng)連成整體,也能很好地加固建筑物的整體剛度。發(fā)生地震時(shí),柱腳下插在柱礎(chǔ)內(nèi)的管腳榫能夠有效地固定柱身,防止柱腳滑動(dòng),抵制擠壓與摩擦帶來的沖擊,減輕地震能量。很多明清建筑的基礎(chǔ)工程往往更出色。一般采用在仿佛基坑下打入木樁,再用碎石進(jìn)行嵌檔,并加以灌漿砸實(shí),最后夯筑一些小夯灰土,并壘砌柱礎(chǔ)石,磚砌攔土墻,磚石包砌臺(tái)幫。次來的地基下部都是柔性結(jié)構(gòu),而上部則是剛性結(jié)構(gòu),就像是彈簧支座上放了剛性物體,能夠極大緩沖地震帶來的能量,有效抗震。還有一部分做法,諸如在檐柱上加入側(cè)腳與生起,使建筑物整體性和重心更為穩(wěn)定,同時(shí)強(qiáng)化了垂直構(gòu)件與水平構(gòu)件的結(jié)合。這種做法使我國古建筑經(jīng)歷了多次地震的考驗(yàn)與沖擊,建筑整體依然能夠保持良好形態(tài),顯示了我國的古代人民在建筑物抗震方面的卓越才智。
2.3 古建筑在抗震上的多層結(jié)構(gòu)特點(diǎn)
多層木造結(jié)構(gòu)往往在層與層的過渡上采用纏柱造與叉柱造兩種方式,叉柱造指的是將上層的檐柱底部設(shè)置一個(gè)獅子開口,從而插入平坐柱的斗栱內(nèi),平坐柱進(jìn)一步叉立于下檐柱的斗栱上,向內(nèi)退進(jìn),長度為半柱徑。比如河北正定的龍興寺,宋代的轉(zhuǎn)輪藏殿和薊縣的獨(dú)樂寺與遼代的觀音閣,這種構(gòu)造相對(duì)簡(jiǎn)單,省事,且不用另增構(gòu)建。其缺點(diǎn)主要在柱腳開口上,一般會(huì)影響柱體的強(qiáng)度,使里面因?yàn)槭者M(jìn)比較少,造成外觀上不夠穩(wěn)定。纏柱造見于《法式》,指的是在通過在柱端增加斜梁的方式,將上層柱立在梁上,這種方式無論在外觀還是結(jié)構(gòu)上都相對(duì)妥善,結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性也比較好,但是需要增加一個(gè)梁,腳步的每面還要在增加一組斗栱和附斛。此外,古人還會(huì)在結(jié)構(gòu)層之中,加入一定的平坐層,使得每層的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性與整體性得到強(qiáng)化,從而更好地抵抗地震的沖擊。
3.結(jié)語
大量震害情況說明了我國傳統(tǒng)的木結(jié)構(gòu)式建筑雖然會(huì)在地震中產(chǎn)生大幅度搖晃,但往往整體架構(gòu)并不會(huì)遭到破壞,存在搖而不倒,晃而不散的特點(diǎn),地震結(jié)束后,能夠很快恢復(fù)原狀,即使出現(xiàn)墻體塌陷情況也不會(huì)影響結(jié)構(gòu)安全。雖然古人對(duì)木結(jié)構(gòu)建筑物并未留下更多技術(shù)資料,但通過宋代的“營造法式”與清代的“營造則例”以及其他相關(guān)的文字材料與實(shí)際案例中,我們依然可以窺見古人在抗震方面的卓越智慧。這種高度有機(jī)結(jié)構(gòu)體系所體現(xiàn)的抗震觀念是更多的偏重于“摩擦耗能,以柔克剛,滑移防震”,這種觀念和現(xiàn)代結(jié)構(gòu)所采用的“加強(qiáng)結(jié)構(gòu)抗震”原則十分不同,對(duì)于現(xiàn)代建筑物的抗震研究具有十分鮮明的啟示意義。
參考文獻(xiàn)
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【關(guān)鍵詞】古建筑 木結(jié)構(gòu) 保護(hù) 應(yīng)用
中圖分類號(hào):F407.9 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):
一、前言
古建筑泛指通常作為文物保護(hù)的一類建筑。我國的古建筑以木結(jié)構(gòu)體系為主,源于自然,利用自然,高于自然。它以靈活的風(fēng)格,合理的布局,適宜的建筑體量和精巧的裝飾取得了高度的藝術(shù)成就。在世界上享有極高的盛譽(yù)。中國的古建筑以木結(jié)構(gòu)建筑為主而發(fā)展,是我國悠久文化遺產(chǎn)的重要組成部分。古建筑木結(jié)構(gòu)歷經(jīng)幾百年甚至上千年后,由于受所處環(huán)境的生物、物理和化學(xué)等外部因素的影響,經(jīng)常會(huì)發(fā)生老化(如腐朽、蟲蛀、開裂等) ,從而引起木材物理力學(xué)性能衰減,最終導(dǎo)致古建筑木結(jié)構(gòu)的殘損和力學(xué)強(qiáng)度降低。木材材性的變化與古建筑木結(jié)構(gòu)的壽命息息相關(guān),是影響木結(jié)構(gòu)性能的內(nèi)在因素,因此木材的老化問題是古建筑木結(jié)構(gòu)研究中必須要考慮的方面??紤]木材老化問題,對(duì)木結(jié)構(gòu)進(jìn)行結(jié)構(gòu)性能分析更具實(shí)際意義。
二、古建筑木結(jié)構(gòu)問題探討
我國古建筑木結(jié)構(gòu)所用樹種頗有講究。對(duì)樹種選擇的考慮既有自然因素,又有社會(huì)人文因素,特別是封建等級(jí)制度的因素。通過對(duì)故宮建筑木結(jié)構(gòu)樹種的研究可以獲得豐富的自然和歷史信息。
隨著歲月變遷,時(shí)光流逝,數(shù)百年前古建筑常用樹種已不多,甚至絕跡。因此現(xiàn)代的修繕只能選用性質(zhì)相近的樹種代替。由于我國天然林禁伐,相近樹種、成規(guī)格的木料也已經(jīng)很難得到。這是問題之一。對(duì)此,應(yīng)該開展木結(jié)構(gòu)樹種的系統(tǒng)研究,為擴(kuò)展代用樹種的選擇范圍提供科學(xué)依據(jù)。
原木砍伐后,當(dāng)年材質(zhì)較好,樹皮完整,木腐菌尚未能侵入皮下感染木材,同時(shí),樹皮下的大量害蟲暫時(shí)依靠皮下豐富營養(yǎng)生活,尚未鉆入木材內(nèi)危害。此時(shí)加工利用,可以保證材質(zhì)優(yōu)良。但是,高達(dá)80%(或以上)的木材含水率會(huì)造成加工木構(gòu)件的嚴(yán)重開裂變形。這是一般常識(shí),是任何專業(yè)人士都熟知的,也不會(huì)有人這樣去做。原木經(jīng)過貯存,含水率會(huì)有所降低,但是貯存期的原木會(huì)迅速降等變質(zhì)。如果不采取任何保護(hù)措施,3~5 年后貯存原木會(huì)成為等外材而不堪使用。這是問題之二。為解決這一問題,一般規(guī)模較大的修繕工程都應(yīng)該提前備料,并對(duì)木料采取專門的保護(hù)措施。當(dāng)然,徹底的辦法還是人工干燥,這就需要相應(yīng)的技術(shù)和較高的投資,難度很大。
根據(jù)修繕現(xiàn)場(chǎng)施工經(jīng)驗(yàn),加工木構(gòu)件的內(nèi)部(10cm 以下)含水率多在40% 左右,有時(shí)更高,5cm 深處含水率多在30% 左右,這樣的含水率在干燥過程中仍然會(huì)使木材開裂和變形。同時(shí)與我國2002 年頒布的“古建筑維修規(guī)范”提出的修繕更新木構(gòu)件含水率須在20% 以下相差甚遠(yuǎn)。這是目前古建筑維修普遍存在的問題,也是歷來難以解決的問題,使古建筑修繕面臨一個(gè)尷尬局面。一些工程由于工期所限,倉促做了地仗、油飾,結(jié)果造成油飾木構(gòu)件的迅速悶腐,而使這些古建筑4 ~ 5 年后便不得不進(jìn)行修繕。這是問題之三。是材料問題,也是體制問題。市售含水率20%以下的合格木料,特別是原木,幾乎沒有。徹底解決辦法便是對(duì)木構(gòu)件做人工干燥和科學(xué)的化學(xué)防腐處理。木構(gòu)件在相對(duì)較高的含水率下,極容易發(fā)生蟲蛀和腐朽。一般來說,30%以上含水率木件在油飾情況下,干燥至20%以下含水率,需5 ~ 8 年,在此期間,有效的化學(xué)保護(hù)是絕對(duì)必要的。
三、古建筑木結(jié)構(gòu)防護(hù)技術(shù)
木材是生物材料,所以它在潮濕的環(huán)境中,特別是在室外的環(huán)境中, 極易受到有害生物的侵襲(腐朽、蟲蛀等)。同時(shí),一些非生物因素(物力、化學(xué)等)也以不利于方式影響著木材,使其發(fā)生變化。
1.木結(jié)構(gòu)防腐
木材防腐的歷史可以追溯到約公元四世紀(jì),晉朝葛洪《抱樸子》內(nèi)篇“銅青涂木,入水不腐”,說明當(dāng)時(shí)已經(jīng)把銅的氧化物用于木材防腐?,F(xiàn)階段我國的森林資源已日趨匱乏, 許多古建筑木結(jié)構(gòu)所用的防腐樹種已無從尋覓,2006 年公布的第六次全國森林資源清查結(jié)果顯示, 全國森林覆蓋率為18.21%,人均森林占有面積僅0.08 公頃, 在全球排名134 位。所以將木材進(jìn)行化學(xué)防腐已是大勢(shì)所趨, 木材的化學(xué)防腐就是用有毒藥劑(防腐劑)處理木材、殺死危害木材的各種生物或阻止其生長。防腐劑分為無機(jī)和有機(jī)兩大類,無機(jī)藥劑主要是一些水溶性的鹽類,有機(jī)藥劑又可分為油類和油溶性藥劑兩類。1957 年我國第一個(gè)木材防腐廠在武漢創(chuàng)辦,時(shí)至今日,從事木材防腐的廠家已有一兩百家, 雖然具體的木材防腐技術(shù)有很多種, 但具體到現(xiàn)場(chǎng)施工由于工期和現(xiàn)場(chǎng)條件的限制,已沒有必要也不可能自己進(jìn)行處理,材料采購時(shí)完全可以直接購買專業(yè)廠家已處理過的防腐木材,現(xiàn)場(chǎng)加工時(shí)再對(duì)鋸切部位補(bǔ)刷桐油,釘接處均采用不銹鋼釘, 并在釘眼處填嵌膩?zhàn)雍脱a(bǔ)刷桐油。木柱除采用了支撐在混凝土柱礎(chǔ)上以隔斷潮氣上升的設(shè)計(jì)措施外,還在柱底開了十字槽口,以利通風(fēng)和多余水分外滲。防腐劑要求廠家選用不影響油漆、可用于室外的材料,如銅鉻硼(CCB)、氨溶砷酸銅(ACA)等。
2.木結(jié)構(gòu)的防蟲
木材防蟲的歷史可以追溯到約公元前500 年,孔子指出樹木只有適時(shí)砍伐,才能很好的避免蟲害,這和今天木材最好在冬天采伐的理念不謀而合。一般防腐木因?yàn)榻?jīng)有毒藥劑處理過均有防蟲功能,為保險(xiǎn)起見, 在與木結(jié)構(gòu)接觸的地面又加做毒土處理措施,即將高濃度殺蟲藥劑噴灑在土壤中,與地基一起夯實(shí),以隔斷地下白蟻的來路。
3.木結(jié)構(gòu)防火
對(duì)木構(gòu)件的防火未嚴(yán)格要求,如果是房屋木結(jié)構(gòu),則首先要從構(gòu)造上避免與高溫、高熱部位接觸,必要時(shí)對(duì)木構(gòu)件進(jìn)行藥劑處理,變易燃體為難燃體。
4.木結(jié)構(gòu)防開裂
木材防開裂的歷史最早, 可以追溯到幾千年前燧人氏的鉆木取火, 因?yàn)殂@木取火必然是在干燥的木材上進(jìn)行。木材的開裂與木材的含水率有著密切的關(guān)系, 木材的含水率是木材的一項(xiàng)重要的物理性質(zhì),對(duì)木材的防腐、防蟲都有重要的影響。一般南方氣干材的含水率為17%-18%,北方氣干材的含水率為12%-13%。為防止木材開裂,要求廠家提供存放了2-3 年的木材, 使表面含水率能夠降至25%以下, 或提供其他方法處理過含水率能夠滿足要求的木材。
四、古建筑木結(jié)構(gòu)的修繕取材
用加速腐朽獲得的木材,代替古建筑木結(jié)構(gòu)中的舊木材,可以解決古建筑舊木材缺乏的弊端。一方面,在考慮腐朽條件下,對(duì)古建筑木結(jié)構(gòu)大構(gòu)件進(jìn)行試驗(yàn)研究成為可能;另一方面,在加速腐朽前,可以確保新木材材質(zhì)的一致性,使得腐朽后的木材和新木材具有可比性。通過試驗(yàn)研究,可以得出在不同老化程度下,各種性能指標(biāo)的衰變規(guī)律,以及老化對(duì)整體性能的影響,從而可以模擬古建筑木結(jié)構(gòu)在使用數(shù)百年后的實(shí)際力學(xué)性能。
中國古代木結(jié)構(gòu),在中國傳統(tǒng)文化中占有很重要的位置,它們代表著中國古代科技發(fā)展水平。珍惜和保護(hù)這些文物古跡意義重大,本文針對(duì)古建筑木結(jié)構(gòu)研究中存在的問題,把生物化學(xué)的研究方法應(yīng)用到建筑結(jié)構(gòu)分析中,用加速腐朽來解決古建筑木結(jié)構(gòu)研究中的老化問題。用加速腐朽獲得的木材,代替古建筑木結(jié)構(gòu)中的舊木材,可以解決古建筑研究中舊木材缺乏的問題,同時(shí)確保新、舊木材材質(zhì)的一致性,使腐朽后的木材和新木材具有可比性。從而使古代木結(jié)構(gòu)研究能更深入、系統(tǒng)、完整的進(jìn)行,為今后古建筑木結(jié)構(gòu)狀況勘查、維修方案制定和加固等保護(hù)性工程的實(shí)施,提供科學(xué)依據(jù)。
【參考文獻(xiàn)】
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[2] 劉秀英、陳允適 . 從興國寺防腐防蟲技術(shù)處理探討木結(jié)構(gòu)保護(hù)問題,2003 年第4 期。
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關(guān)鍵字:古木建筑 傘架結(jié)構(gòu) 斗棋 昂 出跳 與自然共處
建筑作為一種跨越時(shí)空的藝術(shù)形式,承載著人類在大地上詩意棲居的夢(mèng)想,記載著人類追尋幸福生活的永恒軌跡。當(dāng)建筑這種高雅藝術(shù)遇上人們生活當(dāng)中的普通用品時(shí),往往會(huì)迸發(fā)出各種奇思妙想。中國古代木建筑與傘便有著這樣的不解之緣。古代木建筑是中國建筑的代表,在以石頭為主的西方建筑以外,形成了一個(gè)獨(dú)立自主的建筑傳統(tǒng)。相傳,傘的發(fā)明就來源于木建筑結(jié)構(gòu)的靈感。繁體的“傘”字,中間四個(gè)人字,其實(shí)是活動(dòng)的可收束的“榫頭”,由此可見二者緣份匪淺。筆者將分別闡述古建筑與傘的發(fā)展演變,逐步揭開二者之間是有著怎樣的一脈相承的不解之緣。
一、中國古代木建筑形式的產(chǎn)生與發(fā)展
中國古代建筑作為世界建筑體系中最古老的一種,有著悠久的歷史傳統(tǒng)和輝煌的成就。有實(shí)物可考的歷史在7000年以上,且發(fā)展從未中斷。3000年前已經(jīng)形成以木構(gòu)架為主要結(jié)構(gòu)、以封閉的院落為基本的群體布置方式的獨(dú)特風(fēng)格??傮w來說,關(guān)于中國傳統(tǒng)建筑的特征,中國建筑史學(xué)的奠基人梁思成先生在其著作《中國建筑史》(1944年)里總結(jié)為四個(gè)方面,即“以木料為主要構(gòu)材、歷用構(gòu)架制之結(jié)構(gòu)原則、以斗拱為結(jié)構(gòu)之關(guān)鍵、外部輪廓之特異”。從這句話可以看出,木建筑在整個(gè)建筑史上占有舉足輕重的地位。中國木建筑結(jié)構(gòu)方法,最主要的就在構(gòu)架之應(yīng)用。北方有句通行的諺語,“墻倒房不塌”,正是這結(jié)構(gòu)原則的一種表征。其用法則在構(gòu)屋程序中,先用木材構(gòu)成架子作為骨干,然后加上墻壁,如皮肉之附在骨上,負(fù)重部分全賴木架,毫不借重墻壁。中國木構(gòu)正統(tǒng)延續(xù)了三千多年的壽命仍還健在。這種結(jié)構(gòu)方式,是由立柱、橫梁、斗棋等主要構(gòu)件建造組合而成,各個(gè)部分之間的結(jié)構(gòu)點(diǎn)以榫卯相吻合,構(gòu)成具有彈性的結(jié)構(gòu)框架。而這一點(diǎn),也被借用到傘具當(dāng)中。我們先來了解木建筑的結(jié)構(gòu)組成。
從外觀上看,木建筑結(jié)構(gòu)由屋頂、柱身和臺(tái)基三部分組成:
屋頂
中國古代建筑造型之美,整體上體現(xiàn)為恢弘壯闊,細(xì)節(jié)上體現(xiàn)人性細(xì)膩。在整個(gè)建筑中屋頂造型最為突出,外觀多為坡頂,少見平頂。最初屋頂?shù)男沃剖怯梢桓⒅纹鹨粋€(gè)人形的屋檐組成,這是中國傳統(tǒng)建筑中最基本的元素。發(fā)展到后來,主要有廡殿、歇山、懸山、硬山、攢尖、卷棚等建筑形式。下面是五種屋頂構(gòu)造類型的九種變形(圖1):
屋頂橫斷面的曲線是由舉(即脊樽的升高)和折(即椽線的下降)所造成的。其坡度決定于屋脊的升高程度,可以從一般小房子的1:2到大殿堂的2:3不等。升高的高度稱為舉高。屋頂?shù)那€是這樣形成的:從脊樽到檬檐枋背之間畫一直線,脊樽以下第一根槽的位置應(yīng)按舉高的十分之一低于此線;從這樽到撩檐枋背再畫一直線,第二根樽的位置應(yīng)按舉高的二十分之一低于此線;依此類推,每根樽降低的高度遞減一半。將這些點(diǎn)用直線連接起來,就形成了屋頂?shù)那€。
屋頂?shù)那婊《?,在力學(xué)上可以將鋪設(shè)的瓦片扣搭得更緊貼。屋檐向外出跳的深度也是值得注意的。寬闊的出檐既保護(hù)著屋身,并且能保證屋內(nèi)有充足的光線,同時(shí)又能使雨水落下時(shí)沖得更急更遠(yuǎn),從而避免地基受到雨水沖激而損壞。
柱、樑
柱是直立承受建筑上部重量的構(gòu)件。按外形分為直柱、梭柱,截面多為圓形。按所在位置有不同名稱:在房屋的柱子為外檐柱,外檐柱以內(nèi)的稱金柱(屋內(nèi)柱),轉(zhuǎn)角處的稱角柱等。柱有側(cè)腳,即向中心傾斜;有生起,即從中間柱向角柱逐漸加高。附在墻壁的柱叫作樽。
樑是搭在柱頂上的水平構(gòu)件,沿著進(jìn)深與房屋的正面成九十度角排列,一縱一橫地承托著整個(gè)屋頂?shù)闹亓?。上一樑較下一樑短,層層相疊,構(gòu)成屋架。最下一揉置于柱頭上頭或與斗棋結(jié)合。
斗栱
屋頂就是架在柱、樑之上的,并通過柱和樑將重量逐級(jí)傳遞到臺(tái)基。而連接柱和棵的構(gòu)件,就是“斗棋”。
斗棋在古建筑中的獨(dú)特地位使其成為研究古代建筑的重要課題,斗棋的發(fā)展演變史清晰地刻畫了中國古建筑的發(fā)展演變史,長期以來為國內(nèi)外學(xué)者所重視。斗棋最早的形象見于周代的“令簋”(圖3),“令簋”四足做成方形短柱,柱上置櫨斗,再與兩柱之間、櫨斗斗口內(nèi)施橫枋,枋上置二方塊,類似散斗,與櫨斗一起承載上部座子,形狀與組合和后代檐柱的構(gòu)造方法十分相似。
令簋是斗棋的前身,真正的斗棋是一個(gè)十分復(fù)雜的部件,組成斗棋的構(gòu)件分為斗、栱和昂三大類。根據(jù)位置和功能的差異,共有四種斗和五種棋。然而從結(jié)構(gòu)方面說,最重要的還是櫨斗(即主要的斗)和華棋。后者是從櫨斗向前后挑出的,與建筑物正面成直角的棋。
華棋之上還有一個(gè)斜向構(gòu)件,與地平約成30度交角,稱為昂。它的上端,稱為昂尾,常由梁或榑的重量將其下壓,從而成為支承挑出的屋檐的一根杠桿。從昂自身構(gòu)造和其杠桿作用來看,其最大優(yōu)勢(shì)便是能夠輕而易舉加大出檐深度。
斗棋不同于西方建筑中的那種簡(jiǎn)單的柱頭,直接承重并將荷載傳遞到柱上。斗棋底部只是柱頭上的一塊大方木,但從其中卻向四面伸出十字形的橫木(棋)。后者上面叉置有較小的方木(斗),從中再次向四面伸出更長的橫木以均衡地承托更在上的部件。這種前伸的橫木(華棋)以大方木塊為支點(diǎn)一層層向上和向外延伸,即稱為“出跳”,以支承向外挑出的屋檐的重量。它們?cè)谕獠克艿膲毫τ蛇@一托架(斗棋)內(nèi)部所承受的重量來平衡。
斗栱從其最初的作用而言,主要是承檐結(jié)構(gòu)。斗棋可置于柱頭上,也可置于兩柱之間的闌額上或角柱上。根據(jù)其位置它們分別被稱為“柱頭鋪?zhàn)鳌?、“補(bǔ)間鋪?zhàn)鳌被颉稗D(zhuǎn)角鋪?zhàn)鳌保ā颁佔(zhàn)鳌奔炊菲宓目偡Q)。
臺(tái)基
作為基礎(chǔ),臺(tái)基肩負(fù)通風(fēng)及穩(wěn)定豎柱的功能,同時(shí)又好像一個(gè)巨大承托墊子,避免柱基因?yàn)樨?fù)重不同而出現(xiàn)沉差。臺(tái)基包括埋在地下(埋深)和露出地面(臺(tái)明)兩部分。臺(tái)明是臺(tái)基的主體。
傳統(tǒng)建筑的臺(tái)基,會(huì)隨著庭院大小以及建筑物的高度來調(diào)整,以求達(dá)到突出建筑物的性質(zhì),顯示等級(jí)和氣派。同時(shí),在基本上以水平橫向展開的中國建筑中,臺(tái)基同時(shí)叉起著將平面空間及直線所造成的悶局打破的積極作用。將一個(gè)較低的平地變成較高的平地,將水平直線變成帶著起伏的韻律。
木建筑讓我們的祖先從顛沛流離中安定下來,使人類有了一個(gè)可以遮風(fēng)擋雨的場(chǎng)所。建筑是固定的,風(fēng)雨卻是隨時(shí)隨地的,人們需要一個(gè)可以“行走”的遮風(fēng)擋雨工具,因此,木建筑的結(jié)構(gòu)形式便被引用到傘具中來。
二、木框架建筑對(duì)現(xiàn)代傘的借鑒和應(yīng)用意義
傘具作為我們生活中必備的一件日用品,作為先哲的一項(xiàng)充滿智慧的造物,不僅承載著豐富的文化內(nèi)涵,更展露出一種秩序性很強(qiáng)的美感,而這種美感,更多的是借鑒木框架結(jié)構(gòu)的古代建筑形式。
相傳魯班借鑒亭子的造型,用幾條木棍做了個(gè)架子,上面頂著油布,做成了世界上第一把傘,幾乎就是一座能走路的亭子。早期的傘是用樹葉或草編織成的,后來出現(xiàn)了用油紙和竹片做的傘,用絲綢做的傘。2000年前,就出現(xiàn)了有完整骨架、能開能合的傘。
傘的基本結(jié)構(gòu)從古至今幾乎沒有本質(zhì)的變化。現(xiàn)代傘的結(jié)構(gòu)基本承襲了古代傘結(jié)構(gòu)特點(diǎn),主要由傘面、傘骨、傘桿、手柄及其它一些輔件塑件組成,這種構(gòu)造與木建筑結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)原理是一脈相承的:傘柄可以看作是縮小版的臺(tái)基,傘桿則是屋身,支撐起類似屋頂?shù)膫忝?,傘面采用了屋頂中“攢尖式”造型。整個(gè)傘架最初是不可收束的、固定的,不利于隨身攜帶。
一副傘架既能將傘撐起,又具有收束功能,輕巧簡(jiǎn)便,是現(xiàn)代傘架最突出的特點(diǎn)。以一把直桿傘傘架為例:
上圖為一把直桿傘傘架示意圖。部件7(長骨)、8(拉骨)、11(撐骨)、12(夾馬)是傘骨的主要部件。通常一把傘有6—8根傘骨。傘骨與傘桿共同支撐著整個(gè)傘面。夾馬(又稱馬鞍)的作用相當(dāng)于一個(gè)斗拱,連接著長骨和拉骨,長骨就似一根橫樑,傘桿相當(dāng)于木框架結(jié)構(gòu)中的柱。
當(dāng)撐開傘時(shí),拉骨被推向傘的頂端,整個(gè)傘面被撐開。同時(shí),拉骨對(duì)長骨產(chǎn)生了一個(gè)壓力。筆者認(rèn)為,拉骨就似一根挑出去的昂。長骨由于拉骨的拉力作用,向外拱起;同時(shí)產(chǎn)生一個(gè)向下的壓力,使得長骨尾部向內(nèi)縮,這樣便形成了一個(gè)弧度。這個(gè)弧度既能夠讓傘呈現(xiàn)出曲線美觀感,還有一個(gè)實(shí)際的作用,即讓從傘頂流下的雨水迅速滑落,減輕傘面的承受力。
這種設(shè)計(jì)也是借鑒了古建筑的屋頂設(shè)計(jì)。在中國木構(gòu)造建筑的構(gòu)造中,對(duì)屋頂?shù)闹С蟹绞礁旧喜煌谕ǔ5奈鞣饺切挝蓓旇旒?,西方建筑的直線形的坡屋頂顯得很僵硬。而中國建筑的框架則有明顯的靈活性,工匠可通過對(duì)構(gòu)架高度與跨度的調(diào)整,按其所需造出各種大小及不同弧度的屋頂。傘骨也可以通過調(diào)整大中小馬鞍的位置以及各檔鋁骨片的長度,使整個(gè)傘面呈現(xiàn)不同的曲線弧度。
傘骨彎曲的弧度沒有使傘面有屋檐那樣的出跳,但它的作用與出跳有異曲同工之妙,都是要保證使用者不被雨淋濕;而且傘面也不需要出跳,因?yàn)槭褂谜呖梢噪S心所欲地調(diào)整傘桿的角度,保證視野不受遮擋。
傘骨支撐著整個(gè)傘面的重量,這個(gè)重量通過馬鞍傳遞到傘桿上,再到手柄上。而小小的手柄,不像古建筑中的臺(tái)基,有很深的埋深和寬闊的臺(tái)基,自然支撐不了整個(gè)傘面、傘架的重量,所以只能依靠使用者的手部力量作為補(bǔ)充,其同支撐起一把傘。
直桿傘傘架相對(duì)來說,構(gòu)造較簡(jiǎn)單,它只借鑒了一組斗棋的構(gòu)造。三折傘就更復(fù)雜一點(diǎn)了,它借鑒了多組斗棋的構(gòu)造。以天堂牌普通三折傘架為例,一根傘骨主要由大、中、小三個(gè)馬鞍(行業(yè)術(shù)語)以及六檔長短不一、精細(xì)不同的鋁片(或鋼片,以下統(tǒng)一為鋁片)組成,如圖所示:
大中小三個(gè)馬鞍可以看作是三組斗棋,連接不同的橫梁和昂,層層架構(gòu),撐起來與直桿傘無異,但收束起來,傘面成三段,更加小巧。
從木框架建筑與傘骨的各項(xiàng)對(duì)比我們可以看出,傘的構(gòu)造不僅保留了木建筑中的精華,而且進(jìn)行了簡(jiǎn)化。兒時(shí)謎語“門背一根竹子、撐起來一間屋子”,則是對(duì)這種傳承與發(fā)展的最好說明。
三、吸取精髓,再造精華
木結(jié)構(gòu)建筑留給我們的不僅僅是它的營造法式、結(jié)構(gòu)布局,更是古人的一種心愿、精神理念。五行中,“木”的位置安放在旭日照耀的東方,是一切生命之源。古人植樹做林,截木為材。蓋房子,做家具。生活在樹木旁,住在木材里。在木桌上吃飯、在木床上睡覺。這種“與自然共處”的價(jià)值觀念至少給了我們兩點(diǎn)啟示:
其一,古人利用這種遠(yuǎn)比石材脆弱得多的木頭來支撐他們的家園,必然有他們的道理。木建筑框架保留著自然氣息,而且會(huì)散發(fā)著家園的溫暖。這種觀點(diǎn)與當(dāng)下低碳環(huán)保、綠色健康意識(shí)不謀而合。我們應(yīng)將那種“與自然共處”的價(jià)值觀念滲透到生活當(dāng)中,尤其是產(chǎn)品設(shè)計(jì)方面,傘具亦是如此?,F(xiàn)代傘注重的是現(xiàn)代工業(yè)金屬材料和工業(yè)面料的使用,雖然體現(xiàn)了現(xiàn)代工業(yè)的發(fā)達(dá)與進(jìn)步,但缺乏了傘具原始的、自然的味道。筆者曾與浙江大學(xué)城市學(xué)院創(chuàng)意與藝術(shù)設(shè)計(jì)學(xué)院的幾位老師進(jìn)行合作,設(shè)計(jì)開發(fā)出一把竹傘,給予了傘具返璞歸真的韻味。
竹與木一樣,都是自然物種。而且竹子硬并且有彈性,易于加工成各種造型。這把竹傘傘架和傘骨均采用竹子制作,連傘面也是采用竹炭纖維面料,該傘最具特點(diǎn)的是它的有鏤空大橢圓的手柄,這個(gè)手柄在直觀感覺上是簡(jiǎn)潔硬朗的,體現(xiàn)了竹子虛懷若谷和堅(jiān)毅挺拔的特點(diǎn)。而事實(shí)上,它就類似于一個(gè)加長加寬的臺(tái)基,既烘托了整把傘的氣勢(shì),又更加符合人機(jī)工程學(xué),使人握著舒服且握得牢。這把傘曾一舉斬獲2013年度IF產(chǎn)品設(shè)計(jì)獎(jiǎng)大獎(jiǎng)和紅點(diǎn)設(shè)計(jì)大獎(jiǎng)。
其二,木建筑結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,雖然龐大,但所有部件一目了然,而且觀賞性十分高。這種框架結(jié)構(gòu),一是為了保持木材通風(fēng),二是便于更換構(gòu)件。反觀傘具,傘架的構(gòu)件雖然小巧,卻不易更換,通常一根傘骨出現(xiàn)問題,需要把整把傘架都拆下來,或者直接換成全新的傘架。這不但耗時(shí)耗力,更是一種浪費(fèi)。
放眼當(dāng)下制傘行業(yè),制作過程中仍有60%~70%的工序要靠手工完成,而且消費(fèi)者對(duì)傘具的要求越來越高,伴隨著的是越來越復(fù)雜的工藝和越來越多的零部件。據(jù)了解,一把普通傘竟有上百個(gè)的零部件,傘骨的拼接、傘桿的組裝、傘面的縫合等都完全靠手工來完成。這種情況制約了傘具行業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展,無法順利地實(shí)行產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型和升級(jí)??梢韵胂?,如果能在傘架結(jié)構(gòu)上實(shí)現(xiàn)突破,將可能促進(jìn)制傘行業(yè)在完全實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化生產(chǎn)方面邁進(jìn)一大步。
篇8
關(guān)鍵詞:建筑幕墻 幕墻結(jié)構(gòu) 概念設(shè)計(jì) 優(yōu)化設(shè)計(jì)
前言:本文以個(gè)人多年工作經(jīng)驗(yàn)為依據(jù),對(duì)幕墻結(jié)構(gòu)概念設(shè)計(jì)、幕墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)步驟以影響因素、優(yōu)化設(shè)計(jì)模型的建立進(jìn)行介紹。通過本文的介紹,讀者可了解怎樣在滿足相關(guān)規(guī)范要求的前提下,設(shè)計(jì)安全適用、技術(shù)先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)合理的幕墻。
1.幕墻結(jié)構(gòu)概念設(shè)計(jì)
1.1幕墻結(jié)構(gòu)概念設(shè)計(jì)的意義
幕墻結(jié)構(gòu)概念設(shè)計(jì)是指對(duì)難以做出精確性分析的因素,或在規(guī)范中難以規(guī)定的因素,不經(jīng)計(jì)算,而是依據(jù)幕墻整體結(jié)構(gòu)體系與分體系之間的力學(xué)關(guān)系、結(jié)構(gòu)破壞機(jī)理、和工程經(jīng)驗(yàn)創(chuàng)造設(shè)計(jì)理念,縱觀全局來確定幕墻結(jié)構(gòu)的總體布置以及細(xì)部構(gòu)造的宏觀控制。概念設(shè)計(jì)的應(yīng)用,可以使幕墻的結(jié)構(gòu)體系在方案設(shè)計(jì)階段就被高效的構(gòu)思,確保最終結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案思路清楚、定位準(zhǔn)確,后期設(shè)計(jì)階段的繁瑣運(yùn)算也可被省略。幕墻結(jié)構(gòu)概念設(shè)計(jì),在安全、經(jīng)濟(jì)、快捷的同時(shí),還可作為判定計(jì)算機(jī)對(duì)內(nèi)力數(shù)據(jù)分析是否準(zhǔn)確的依據(jù)。
1.2幕墻結(jié)構(gòu)概念設(shè)計(jì)的內(nèi)容
1.2.1合理選擇結(jié)構(gòu)方案
科學(xué)、合理、低成本的結(jié)構(gòu)方案是設(shè)計(jì)得以成功實(shí)踐的必要條件。在選擇結(jié)構(gòu)方案時(shí),既要征詢?cè)O(shè)計(jì)院和相關(guān)部門的建議,又要考慮幕墻設(shè)計(jì)要求、結(jié)構(gòu)特點(diǎn),材料選擇,以及材料本身加工工藝限制等條件。
結(jié)構(gòu)方案中一定要注意,不同的結(jié)構(gòu)體系不宜出現(xiàn)在同一結(jié)構(gòu)單元內(nèi);結(jié)構(gòu)體系要確保受力均勻,傳力過程明確。
1.2.2選用恰當(dāng)?shù)挠?jì)算簡(jiǎn)圖
計(jì)算簡(jiǎn)圖是結(jié)構(gòu)計(jì)算的依據(jù),因此選用錯(cuò)誤的計(jì)算簡(jiǎn)圖會(huì)造成很嚴(yán)重的結(jié)構(gòu)安全事故,計(jì)算簡(jiǎn)圖的正確選擇是確保結(jié)構(gòu)安全的首要條件。計(jì)算簡(jiǎn)圖不可能完全與實(shí)際結(jié)構(gòu)相符,但是只要是在允許的工程誤差范圍內(nèi),都是可被接受的。
1.2.3正確分析計(jì)算結(jié)果
在電腦普及的今天,結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中涉及到的計(jì)算都會(huì)以電腦為平臺(tái),以軟件為工具,但由于軟件的多樣化和性能參差不齊,導(dǎo)致計(jì)算結(jié)果的不確定性。因此,這就要求設(shè)計(jì)師必須全面掌握相關(guān)的技術(shù)條件及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的算法,并能對(duì)計(jì)算結(jié)果做到合理分析、謹(jǐn)慎校對(duì)。
1.2.4采取相應(yīng)的構(gòu)造措施
為了避免或減少薄弱點(diǎn)的出現(xiàn),可采取如下途徑:a.針對(duì)薄弱關(guān)鍵環(huán)節(jié)特殊設(shè)計(jì),著重注意連接點(diǎn)部分,嚴(yán)格按照結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中節(jié)點(diǎn)的鉸接剛接形式來設(shè)計(jì)節(jié)點(diǎn);b.注意結(jié)構(gòu)焊縫、耳板、銷軸、連接板等部位的強(qiáng)度計(jì)算,留足安全度;c.注意由溫度應(yīng)力造成的材料本身形變,及其產(chǎn)生的附加應(yīng)力;d.整體結(jié)構(gòu)正常使用下的極限狀態(tài)驗(yàn)算,防止大變形等造成新的薄弱點(diǎn)。
2.幕墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)考慮的因素及一般步驟
2.1首先須了解由建筑師提出的幕墻面板配置及其分格情況,設(shè)計(jì)意圖,確定主次結(jié)構(gòu)。
2.2熟悉幕墻后面主體結(jié)構(gòu)如樓層、梁柱、屋面結(jié)構(gòu)等主體可提供的支承情況。
2.3了解主體結(jié)構(gòu)可提供的對(duì)幕墻的邊界條件。
2.4建筑師、業(yè)主對(duì)幕墻結(jié)構(gòu)的要求。
2.5根據(jù)結(jié)構(gòu)型式的受力性、適用性、經(jīng)濟(jì)性和與幕墻的匹配性,在框架幕墻結(jié)構(gòu)、索幕墻結(jié)構(gòu)、單元幕墻結(jié)構(gòu)、索桿結(jié)構(gòu)、鋼桁架結(jié)構(gòu)等中選擇合適的組合結(jié)構(gòu)。
2.6幕墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)問題
2.6.1幕墻是像幕布一樣懸掛在建筑物外墻上,主要特點(diǎn)是不分擔(dān)主體結(jié)構(gòu)所受荷載作用,是帶有裝飾性質(zhì)的輕質(zhì)墻體,幕墻結(jié)構(gòu)要能一定的適應(yīng)主體建筑變形的能力。
2.6.2結(jié)構(gòu)型式要依據(jù)相關(guān)的規(guī)范,科學(xué)合理的確認(rèn),在規(guī)范允許的范圍內(nèi),盡可能的滿足業(yè)主的特殊要求。選擇結(jié)構(gòu)形式要注意一些特殊的結(jié)構(gòu)雖然形式美觀,卻存在一定的問題。
2.6.3在幕墻建設(shè)中,鋼結(jié)構(gòu)連接點(diǎn)的可靠性不容忽視,其中包括耳板、銷軸、焊縫等的相關(guān)計(jì)算,保證這些因素不會(huì)誘發(fā)連接點(diǎn)的隱患,懸掛在主體結(jié)構(gòu)上的有框幕墻及石材,其連接施工至關(guān)重要,包括預(yù)埋件、螺栓、角碼等,隱框幕墻及膠與玻璃板等要設(shè)計(jì)合理并在其底部安裝承重托條,并且相關(guān)的質(zhì)量計(jì)算及抗風(fēng)性要可靠、謹(jǐn)慎。
2.6.4綜合考慮φ值、構(gòu)件長細(xì)比、物理界面穩(wěn)定性等因素,鋼結(jié)構(gòu)和鋁合金結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定計(jì)算一定要細(xì)致、謹(jǐn)慎并且反復(fù)校對(duì),確定鋼結(jié)構(gòu)中整體負(fù)荷的傳遞路徑以及相關(guān)的如槽鋼部件等所承擔(dān)的負(fù)載,盡量使負(fù)荷傳遞簡(jiǎn)潔且部件承重均勻合理。
3.1目標(biāo)函數(shù)
目標(biāo)函數(shù)的主要用途是衡量設(shè)計(jì)方案的好壞。優(yōu)化幕墻截面尺寸、使幕墻的結(jié)構(gòu)合理、通過低成本實(shí)現(xiàn)高效率等都是幕墻優(yōu)化設(shè)計(jì)的目標(biāo)。目標(biāo)函數(shù)有兩種:?jiǎn)文繕?biāo)、多目標(biāo),單目標(biāo)函數(shù)較之多目標(biāo),求解更為簡(jiǎn)潔精確。
3.2幕墻的設(shè)計(jì)變量
幕墻的設(shè)計(jì)方案常由一系列的參數(shù)來反映,在這一系列參數(shù)中,既有像材料彈性模量、泊松比、線膨脹系數(shù)、強(qiáng)度設(shè)計(jì)值等本身為固定值的材料參數(shù);也有像風(fēng)荷載地面粗糙度、風(fēng)荷載高度變化系數(shù)、風(fēng)荷載體型系數(shù)等與建筑特稱息息相關(guān)的參數(shù),這類參數(shù)根據(jù)實(shí)際情況也可當(dāng)作固定值來處理;除上述兩類參數(shù)外。
還有一種是需要在設(shè)計(jì)中斟酌、摸索、調(diào)整的參數(shù),被稱作設(shè)計(jì)變量。最優(yōu)化的設(shè)計(jì)方案是要實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)變量之間最科學(xué)合理的組合。優(yōu)化設(shè)計(jì)中的截面尺寸設(shè)計(jì),幾何與物理參數(shù)就是其設(shè)計(jì)變量。幕墻設(shè)計(jì)工作的核心任務(wù)就是合理的確定荷載和合理的材料使用,這其中的荷載包括重力荷載、風(fēng)荷載、雪荷載、也包括地震作用、溫度作用等可使結(jié)構(gòu)產(chǎn)生變形或使結(jié)構(gòu)產(chǎn)生內(nèi)力的作用。
設(shè)計(jì)優(yōu)化問題的繁簡(jiǎn)程度取決于設(shè)計(jì)變量的個(gè)數(shù),如有N個(gè)變量,則優(yōu)化問題就為N維。此消彼長中的那個(gè)平衡點(diǎn),就是我們要優(yōu)化的最終結(jié)果。
3.3約束函數(shù)
約束函數(shù),是設(shè)計(jì)變量自身、設(shè)計(jì)變量之間所遵守的數(shù)學(xué)表達(dá)式。在優(yōu)化過程中,為使目標(biāo)函數(shù)達(dá)到最小值,設(shè)計(jì)變量不斷被變化,但設(shè)計(jì)變量是有取值范圍的,其變化不可超過范圍內(nèi)的上下限。在幕墻設(shè)計(jì)中約束函數(shù)的表現(xiàn)形式很多,整體的來說分為兩類,一是材料的許用強(qiáng)度限制;二是結(jié)構(gòu)的變形大小限制。前者是結(jié)構(gòu)不被破壞的保證,而后者則是結(jié)構(gòu)不因過分變形而失去使用能力的保證。
整體來說為保證幕墻結(jié)構(gòu)安全而又不浪費(fèi)材料,設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)按如下考慮:
1、合理的選擇結(jié)構(gòu)形式,進(jìn)行概念設(shè)計(jì);
2、綜合考慮各種因素,進(jìn)行詳細(xì)計(jì)算;
3、設(shè)定優(yōu)化目標(biāo),確定約束函數(shù)條件,進(jìn)行優(yōu)化;
4、驗(yàn)算局部部位,確定結(jié)構(gòu)。
篇9
關(guān)鍵詞:土木工程;建筑節(jié)能;措施
中圖分類號(hào):TE08文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼: A
引言
我國土木工程建設(shè)的一大宗旨就是合理節(jié)約利用土地、節(jié)約材料資源、降低使用費(fèi)用、減少環(huán)境污染、節(jié)約水電等能源。然而,要處理好土木工程建設(shè)行業(yè)各個(gè)方面的問題不能單單只靠國家宏觀的調(diào)控,所以,就更需要土木工程建設(shè)行業(yè)的各企事業(yè)單位和個(gè)人在正確的框架下相互合作相互競(jìng)爭(zhēng),通過自主創(chuàng)新,以市場(chǎng)為向?qū)В_發(fā)出各種節(jié)能環(huán)保的建筑房眉,以廣大消費(fèi)者的利益為出發(fā)點(diǎn),積極探索新能源新材料,并以此來加快祖國社會(huì)主義現(xiàn)代化進(jìn)程。
一、土木工程中建筑物節(jié)能的重要性分析
1、能源危機(jī)的緩解
我國的建筑物的消耗能量在社會(huì)能源中占得比重很大,甚至愈演愈烈。因此,建筑節(jié)能技術(shù)的發(fā)展相當(dāng)?shù)闹匾?jù)相關(guān)資料顯示,節(jié)能措施在建筑方面的應(yīng)用,可以降低很大的能耗。新技術(shù)在長期可持續(xù)發(fā)展中,可以很好地促進(jìn)能源的可持續(xù)發(fā)展和利用,因此,就可以緩解能源危機(jī)。其次,改造原有的高能耗、舊建筑建筑后,節(jié)能效果相當(dāng)好,從而配合上述措施,達(dá)到建筑全面節(jié)能的效果。最后,建筑物采用節(jié)能技術(shù)還可以對(duì)綠色建筑的發(fā)展有一定的促進(jìn)意義。綠色建筑是一個(gè)比較新的概念,不僅可以更好的應(yīng)用各種節(jié)能技術(shù)結(jié)合綠色植物來達(dá)到節(jié)能目的,同時(shí)還能很好的改善人們生活環(huán)境,總之,節(jié)能措施在建筑中的廣泛運(yùn)用,可以在很大程度上促進(jìn)社會(huì)能源危機(jī)的緩解。
2、促進(jìn)建筑行業(yè)健康發(fā)展
隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展,人們對(duì)生活質(zhì)量的要求逐漸提高,對(duì)建筑條件要求也有所提高。人們對(duì)高質(zhì)量生活環(huán)境追求的過程中,高耗能的建筑是無法滿足人們需求的,還會(huì)造成環(huán)境的負(fù)荷加大。從這一點(diǎn)來看,人們?cè)谶x擇住房時(shí),建筑物節(jié)能與否以及建筑物節(jié)能具體程度成為人們選擇住房的具體因素之一。因此,建筑行業(yè)在其發(fā)展的過程中,要想取得可持續(xù)的發(fā)展,就要在其發(fā)展的過程中,不斷的更新建筑理念,改變?cè)械慕ㄖ脑O(shè)計(jì)思維,跟隨時(shí)代的潮流,將節(jié)能的設(shè)計(jì)理念不斷的在建筑的設(shè)計(jì)方案體現(xiàn),這樣才能促進(jìn)建筑行業(yè)的持續(xù)健康發(fā)展。
3、鼓勵(lì)各個(gè)行業(yè)對(duì)節(jié)能的應(yīng)用
建筑行業(yè)是我國三大能源消耗之一,因此,建筑行業(yè)對(duì)節(jié)能措施采用后,能夠做到很好的榜樣,從而為我國的各個(gè)行業(yè)作出一個(gè)節(jié)能理念踐行的表率。為了極大地改觀目前能源消耗居高不下的局面,這種節(jié)能理念在各行各業(yè)應(yīng)用,社會(huì)上快速擴(kuò)展之后,就能在很大程度上促進(jìn)我國社會(huì)產(chǎn)業(yè)體系的升級(jí),為我國節(jié)約建設(shè)作出重要的貢獻(xiàn)。
二、土木建筑節(jié)能技術(shù)的應(yīng)用
1、加強(qiáng)管理機(jī)制,確保建筑節(jié)能措施的落實(shí)
國家制定了一些列的建筑節(jié)能指標(biāo),并且也有配套的法律法規(guī)進(jìn)行監(jiān)控和控制,但是由于建筑節(jié)能提出時(shí)間較短,國內(nèi)仍然存在著執(zhí)行不力,監(jiān)管不嚴(yán)的問題。國家也未能建立完善的節(jié)能技術(shù)創(chuàng)新鼓勵(lì)和扶持政策。目前,我國的土木工程建筑節(jié)能進(jìn)程比較緩慢,這很大程度上是由相應(yīng)的法制體系和鼓勵(lì)政策決定的。因此,制定推進(jìn)土木工程建筑節(jié)能政策成了當(dāng)務(wù)之急。當(dāng)然,還需要嚴(yán)格按照法律法規(guī)執(zhí)行相應(yīng)的節(jié)能標(biāo)準(zhǔn),政府對(duì)現(xiàn)有的建筑節(jié)能法律體系進(jìn)行完善,并建立強(qiáng)大的監(jiān)督約束體系。抓緊建設(shè)政策扶持和技術(shù)服務(wù)支持體系。結(jié)合我國國情,吸收利用國外的建筑節(jié)能成功經(jīng)驗(yàn)。對(duì)于那些提前實(shí)現(xiàn)我國建筑節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)或是超額完成建筑節(jié)能要求的施工單位給予物質(zhì)上的獎(jiǎng)勵(lì)和政策上的扶持。國家可以設(shè)定相應(yīng)的節(jié)能建筑標(biāo)志制度。
2、合理地選擇施工技術(shù)、材料、器械等,提高機(jī)械使用效率
在土木工程建設(shè)過程中,要大力推廣使用節(jié)能的新工藝、新設(shè)備、新材料和新技術(shù),極力推廣使用節(jié)能產(chǎn)品和材料,同時(shí)還要在土木工程建設(shè)過程中,設(shè)計(jì)、安裝節(jié)電節(jié)水型器具;禁止或限制使用能源消耗高的工藝、設(shè)備、技術(shù)和材料。在工程材料的選擇上,要盡可能多選用一些非透明的材料,其中,石材、金屬材料和合成板材又都是很好的選擇。此外,遮陽設(shè)備選擇上,巧妙利用遮陽板等材料,則可以進(jìn)一步減少陽光直射,從而發(fā)揮了隔熱的節(jié)能作用。在機(jī)械的選擇上,則應(yīng)該根據(jù)施工條件和具體的建設(shè)方案選擇最合理的施工機(jī)械,既能使得機(jī)械的潛力、性能優(yōu)勢(shì)得以充分地發(fā)揮,又能保證土木工程建設(shè)的質(zhì)量。在對(duì)機(jī)械的配置上,要根據(jù)具體的工程量、結(jié)構(gòu)類型等各方面的條件,做到對(duì)機(jī)械的合理使用。
同時(shí),還有一點(diǎn)需要注意的是,必須要認(rèn)真的掌握主導(dǎo)機(jī)械設(shè)備在已定工程里的配置,并且次要機(jī)械設(shè)備的配置必須圍繞這臺(tái)主要機(jī)械。次要設(shè)機(jī)械備必須擁有與主要機(jī)械設(shè)備相匹配的工作能力,以方便對(duì)設(shè)備的維修管理和保證次要機(jī)械設(shè)備工作量的飽滿。
3、抓好在土木工程建設(shè)中的管理工作
土木工程建設(shè)中的管理環(huán)節(jié)是整個(gè)工程建設(shè)過程中很重要的一個(gè)環(huán)節(jié)。首先,土木工程建設(shè)的施工企業(yè)必須要注意保護(hù)已建設(shè)節(jié)能建筑的節(jié)能設(shè)施和結(jié)構(gòu)。其次,對(duì)進(jìn)入施工現(xiàn)場(chǎng)的保溫材料、照明設(shè)備、門窗和墻體材料進(jìn)行嚴(yán)格的檢查。必須嚴(yán)格按規(guī)范進(jìn)行工程建設(shè)施工,以保證工程的節(jié)能減排效果。
在土木工程建設(shè)企業(yè)中也可以采用定人定機(jī)的工程建設(shè)管理制度,即一臺(tái)機(jī)械設(shè)備配備固定的操作人員。這樣可以讓固定的操作人員對(duì)該機(jī)械設(shè)備的特性有足夠充分的了解,從而使得該機(jī)械設(shè)備可以發(fā)揮自身最大的使用效率。
4、加強(qiáng)我國的室內(nèi)裝飾行業(yè)的節(jié)能減排工作
根據(jù)我國目前國家有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范和《建筑節(jié)能工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范》,中國室內(nèi)裝飾協(xié)會(huì)室內(nèi)環(huán)境委員會(huì)和節(jié)能環(huán)保裝飾裝修認(rèn)證指導(dǎo)中心提出:把國家關(guān)于建筑節(jié)能的規(guī)范貫徹到家庭裝飾裝修全過程中,從家庭室內(nèi)裝飾裝修工程打好節(jié)能減排的基礎(chǔ)。所以,除了以上提出的節(jié)能問題的解決辦法以外,還應(yīng)該加強(qiáng)我國的室內(nèi)裝飾行業(yè)的節(jié)能減排工作,把節(jié)能減排落實(shí)到每個(gè)裝修家庭和裝飾裝修工程。
根據(jù)《規(guī)范》要求,建筑工程的工程監(jiān)理單位、施工單位、設(shè)計(jì)單位及其注冊(cè)執(zhí)業(yè)人員,應(yīng)當(dāng)按照民用建筑節(jié)能強(qiáng)制性標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行監(jiān)理、施工、設(shè)計(jì)。建筑裝修工程的節(jié)能同樣要注意節(jié)能設(shè)計(jì)、施工管理和材料、產(chǎn)品選購等3個(gè)環(huán)節(jié)。這些環(huán)節(jié)必須全部落實(shí),缺一不可。
5、合理利用建筑垃圾
在進(jìn)行建筑時(shí),會(huì)產(chǎn)生大量的廢棄物,這些垃圾并不是真正的垃圾,而是有再生利用空間。所以,我們要鼓勵(lì)建筑垃圾綜合利用,對(duì)這種行為要進(jìn)行鼓勵(lì),并投入大量資金進(jìn)行改造。國外,對(duì)于建筑垃圾的處理有先進(jìn)國家的經(jīng)驗(yàn),從建筑的設(shè)計(jì)開始就要注重對(duì)能源的有效利用方案,對(duì)施工過程中要做到監(jiān)管有效,以減少建筑垃圾的產(chǎn)生,從根源處做好建筑材料消耗量的降低式作,做到提高廢棄物的資源利用率。
結(jié)束語
建筑節(jié)能是建筑行業(yè)得以實(shí)現(xiàn)可持續(xù)性發(fā)展的重要前提,只有做好了建筑節(jié)能,應(yīng)用建筑節(jié)能技術(shù)和建筑節(jié)能設(shè)計(jì)方式切實(shí)降低了建筑能耗,建筑工程的經(jīng)濟(jì)效益才會(huì)得到提高,反之,則加大建筑能耗,降低建筑工程的社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益。因此,只有在建筑時(shí)減少消耗,才能保證建筑的高效性,為全國的綜合消耗做出貢獻(xiàn)。
參考文獻(xiàn)
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篇10
論文關(guān)鍵詞:木結(jié)構(gòu),古建筑,火災(zāi),修繕
1 古建筑結(jié)構(gòu)特點(diǎn)
中國古代建筑有著輝煌的歷史,使中國的建筑風(fēng)格樹立于世界建筑之林。但是由于科學(xué)技術(shù)的限制,中國古代建筑也有一定的缺陷存在。具體而言,中國古代建筑結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)主要有以下幾點(diǎn)。
(1)以木材為主要材料。中國古代建筑都是以木材為主要材料,如松木、柏木和楠木等。而且,建筑的結(jié)構(gòu)也是以木材為主,只有在連接處采用銅釘?shù)取?/p>
(2)建筑風(fēng)格以庭院為主。中國古代建筑大多以群體建筑為主,用小的單位組成建筑群落,最終組成庭院的形式。
(3)建筑結(jié)構(gòu)有層次感。古建筑的大型庭院大多有高大的臺(tái)基和開闊的空間,形成錯(cuò)落有致的布局,在空間上有很好的層次感。
古建筑是歷史留下來的寶貴財(cái)富,也是國家的標(biāo)志性建筑,有著重要的意義。因此,保護(hù)好古建筑,做好消防安全是一項(xiàng)重大的任務(wù)。如果發(fā)生火災(zāi),也要盡全力修繕,使古建筑能夠最長時(shí)間地保留。
2 木結(jié)構(gòu)古建筑火災(zāi)特點(diǎn)
2.1 燃燒速度較快
中國古建筑是以木材為主要的建筑材料,其框架結(jié)構(gòu)也是木材。所以,一旦發(fā)生火災(zāi),燃燒的速度將非??欤瑴囟妊杆偕仙?,進(jìn)一步加快燃燒的速度。如果在短時(shí)間內(nèi)無法撲滅明火,將會(huì)出現(xiàn)大面積的火災(zāi),其核心的溫度將接近1 000 ℃。
2.2 煙霧量大
物體如果燃燒不充分就會(huì)產(chǎn)生大量的煙霧,煙霧的量也和材料燃燒物質(zhì)的材料有直接的關(guān)系。根據(jù)科學(xué)實(shí)驗(yàn)的結(jié)果,木材燃燒生成的煙霧體積將達(dá)到其本身體積的300倍。而且,木材的密度較小,結(jié)構(gòu)疏松,在短時(shí)間內(nèi)燃燒超過20公斤的木材,其煙霧將充滿整個(gè)空間,給火災(zāi)的撲救增加了難度。
2.3 火災(zāi)容易蔓延
以木材為主要結(jié)構(gòu)的建筑,其火災(zāi)載荷要遠(yuǎn)高于國家標(biāo)準(zhǔn)的火災(zāi)負(fù)荷量,特別是古建筑的結(jié)構(gòu)較為疏松,整體的結(jié)構(gòu)框架都是木結(jié)構(gòu),所以發(fā)生火災(zāi)后,會(huì)快速蔓延。古建筑在布局上有一定的規(guī)律,這在前面也提到過,大多以群體建筑為主,用小的單位組成建筑群落,最終組成庭院的形式。因此,由于走廊和建筑的連接,建筑群沒有必要的防火隔離帶,一旦發(fā)生火災(zāi),將迅速蔓延,出現(xiàn)大面積燃燒的現(xiàn)象。這是導(dǎo)致我國古建筑在火災(zāi)中被嚴(yán)重?fù)p壞的主要原因。
2.4 火災(zāi)初期撲滅較難
古代建筑沒有太多的消防意識(shí),在設(shè)計(jì)時(shí)就沒有考慮火災(zāi)的因素在內(nèi)。一些規(guī)模較大的古建筑,至今沒有建立消防站,所以消防安全一直是古建筑最難攻克的一點(diǎn)。以目前的技術(shù)而言,消防的措施大多對(duì)建筑物有不同程度的損傷,對(duì)于古建筑而言,這些損傷再加上火災(zāi)的損傷就會(huì)導(dǎo)致整個(gè)古建筑重大的損傷。
3 木結(jié)構(gòu)古建筑火災(zāi)后的修繕技術(shù)
3.1 墩接柱根和包鑲柱根
木結(jié)構(gòu)會(huì)隨著時(shí)間而產(chǎn)生變化,時(shí)間越長,其內(nèi)部結(jié)構(gòu)越疏松。外加空氣的腐蝕和各種動(dòng)植物對(duì)木結(jié)構(gòu)的損害,其本身就比較脆弱。發(fā)生火災(zāi)后,更是進(jìn)一步破壞了木結(jié)構(gòu)的承受能力。在這種情況下,就需要對(duì)整個(gè)古建筑受損的柱子做局部的修繕處理。一般而言,處理火災(zāi)后柱體的方式有兩種,中小企業(yè)融資論文它們分別是墩接和包鑲。
修繕柱體選擇的方式跟具體的情況有關(guān),若柱體表面的燒損面積超過了50%,且燒損深度不超過柱體的20%,選擇包鑲的方式處理柱體。若柱體的燒損較為嚴(yán)重,燒損的深度超過了其直徑的30%時(shí),則選擇墩接的方式處理。
3.2 化學(xué)材料澆筑加固
用化學(xué)材料的方式加固火災(zāi)燒損的木結(jié)構(gòu)是近年來才出現(xiàn)的修繕措施,處理的過程較為簡(jiǎn)單,效果也很好。但是化學(xué)材料澆筑加固的方式也有自身的限制條件,即木結(jié)構(gòu)燒損的不是很嚴(yán)重。其具體的操作是用不飽和的聚酯樹脂澆筑加固燒損的柱體,待其凝固后,再涂上油漆,達(dá)到修繕的效果。
3.3 抽換柱子和增加輔柱
如果火災(zāi)對(duì)木柱造成了較為嚴(yán)重的損傷或者損傷的部位較高時(shí),就不能采用墩接的方式進(jìn)行修繕。面對(duì)這種情況,一般采用抽換柱子和增加輔柱的方式。抽換柱子是將原來的柱體抽離,然后換上新的柱子,具體的做法是用千斤頂?shù)戎谓Y(jié)構(gòu)先將整個(gè)古建筑梁柱支撐起來,把損傷的柱體換下來,然后換上新的柱體。這種方式會(huì)產(chǎn)生局部地振動(dòng),也會(huì)引起屋頂裂縫等情況,需要事后妥善地處理。進(jìn)行抽換柱子的操作最重要的是事先做好穩(wěn)妥的措施,將梁和柱等結(jié)構(gòu)支撐穩(wěn)定,創(chuàng)造出抽離柱子的條件,然后抽出舊的柱子,換上新的。
3.4 大木拆安
若火災(zāi)燒損了大木構(gòu)架部分的構(gòu)件,必須進(jìn)行構(gòu)件的重新組裝,這一過程長采用大木拆安的方式進(jìn)行修繕。拆安是指將構(gòu)件拆開后更換不能使用的部位,換上新的構(gòu)件后再重新組裝起來。大木拆安的具體操作是先給所有的構(gòu)件打上標(biāo)號(hào),然后拆開整個(gè)結(jié)構(gòu),仔細(xì)檢查燒損的構(gòu)件,若燒損比較輕微,則進(jìn)行簡(jiǎn)單地修正操作,若燒損較為嚴(yán)重,則更換新的構(gòu)件,然后把整個(gè)結(jié)構(gòu)組裝起來。
3.5 復(fù)原工程
有一些古建筑物有著特殊的歷史意義,或者該古建筑已經(jīng)成為標(biāo)志性的建筑,若被火災(zāi)焚毀,則需要進(jìn)行重建修復(fù)的操作。重建修復(fù)的最終目標(biāo)是將古建筑最大程度地復(fù)原,這是個(gè)較為復(fù)雜的過程,需要嚴(yán)格地按照步驟進(jìn)行,具體操作如下所述。
(1)分析考證。進(jìn)行掛建筑的重建修復(fù),首先需要充分考證和分析,取得充分的證據(jù),以便于恢復(fù)到最初的形態(tài)。
(2)繪制設(shè)計(jì)圖和工程圖。在分析考證之后,就需要繪制設(shè)計(jì)圖和工程圖,完成后要經(jīng)過反復(fù)地檢驗(yàn)和考核,確定跟原建筑最大程度的相似。
(3)審批。圖紙繪制完畢后,要將整個(gè)工程交由國家部門審批,審批通過后才可以進(jìn)行下一步的操作。
(4)施工。審批結(jié)束后,就要進(jìn)行施工的操作,用原材料、原做法和原工藝對(duì)古建筑進(jìn)行重建修復(fù)的操作。
4 結(jié)語
古建筑的結(jié)構(gòu)并不復(fù)雜,也正因?yàn)檫@樣,它在火災(zāi)中的損傷較為嚴(yán)重。在進(jìn)行古建筑火災(zāi)后的修繕工作時(shí),首先要熟悉建筑的整體結(jié)構(gòu),因地制宜地制定修復(fù)措施,靈活地應(yīng)用修復(fù)方法。另外,在修繕火災(zāi)后的古建筑時(shí),還要嚴(yán)格地遵守國家制定的古建筑文物保護(hù)原則,發(fā)揮主觀能動(dòng)性,用最好的方式、最小的投入完成整個(gè)修繕的過程。
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