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至简至美 生土建筑的回归

 梦泽赤子 2016-09-06


在古代,生土常用于构建城墙和宫室,人们熟知的万里长城、客家土楼正是生土建筑的代表作。而随着钢筋混凝土成为建筑主流,生土逐渐被人们遗忘。不过,近年来的可持续性趋势使其回归我们的视野。本期畅言网专题将带您了解这种绿色建筑技术和国内外案例。随着建筑师和业主达成环保共识,生土建筑必将迎来新的发展契机。

   土之创新|

通过世界范围内的大量工程实践的验证,现代生土基材料及其建造技术已走向成熟,凭借其突出的生态效益和普遍的地域适应性,受到全球尤其是发达国家研究机构和政府的广泛关注和支持。

 

法国生土建筑的发展

      经过多年的发展,法国的生土建筑目前已初步形成了一条产业链,包括生土材料和建造技术的研究及其专业教育的学术机构,生土材料及其制品的生产和加工工厂,生土建造及修复的建筑设计和建造公司,乃至生土建筑协会。

现代生土建筑研究及实践介绍

夯土建筑特点及创新发展

建筑界的裸色革命

生土建筑生态运用

生土建筑的发展趋势

土之人物
   土之建造|

夯土墙的土料中加入一定量的砂,碎石,可明显提高墙体承载力。由于夯土墙墙体较厚,条件许可的地区可采用小型电夯,以提高墙体的夯筑质量,减轻施工人员劳动强度,加快施工进度。

 
土之建筑
土之传承
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生土建筑的发展趋势

图片来源:互联网

生土建筑的定义是基于其建筑材料而言的,就像砖混、钢混、木构建筑,竹楼等等,是一种基于建筑材料的区分。生土建筑是指用未经焙烧的土壤或简单加工的原状土作为主体材料,辅助以木、石等天然材料营构主体结构的建筑。

生土建筑是人类最早建筑的雏形。在上古时期,古人是以穴居的形式生存。《易经系词》谓:上古穴居而野处。古人通过用简单的石器工具在厚厚的黄土中挖掘洞穴作为躲避野兽和风雨的原始居所。黄土具有的良好的整体性、稳定性、可塑性、储热性,使得它天然的成为古人构造洞穴的首选。后来,尽管古人渐渐离开了在黄土中挖掘出的简单洞穴,转而开始了地面上的生活,但是黄土这种材料仍然成为人们建造住房时的主要材料,而且穴居的生活方式也没有完全消亡,部分的保存在了窑洞建筑之中。

在广袤的中国土地上,分布着大量的生土建筑,它们孕育着当地的文化、环境、气候,因地制宜,形成各具特色的建筑形态。比如说福建土楼,福建土楼就是以夯土墙来承重,一米多厚的夯土墙可以建造四五层的高楼,可以说是夯土建筑发展的巅峰。厚重而封闭的土楼抵御了外患,让族人聚居于此,繁衍生息,形成独特的建筑文化景观;又如千沟万壑的黄土高原上的窑洞,窑洞主要分为靠崖式、下沉式两种。靠崖式的窑洞是在天然的黄土壁体上开凿券洞,多个券洞相连组成整体的建筑空间。而下沉式的窑洞是指在地面上挖掘出方形或长方形的深坑,沿着坑面开凿窑洞,这被称作地坑院或者天坑院。窑洞建筑的冬暖夏凉,易于开掘使得它成为黄土高原上最主要的建筑形态。

生土建筑的环保意义

随着时代的发展,生土建筑逐渐地退出了历史的舞台,转而是砖、水泥、钢筋、玻璃这些现代材料构筑的建筑大行其道,这种建筑在给予人们舒适环境的同时,也存在着很多弊端,最大的弊端就是不可回收,随着房屋更新换代的日趋加速,建筑物的废弃材料难以处置。而生土建筑,由于黄土没有经过焙烧,所以当房屋废弃不用之后,可以将建筑用土直接回收成农田用土,取之于田,还之于田,不会像现代的砖混、钢混、混凝土等建筑一样产生大量的无法纳入生态循环的建筑废料。

生土建筑发展的前景展望

生土建筑由于其环保性能,在这个城市化进程加速、建筑废料日益增多、建筑污染日益严峻的当代,成为各国学者关注的焦点。国外如美国、澳大利亚、法国、德国以及新西兰等国的研究人员已结合当地的文化背景、社会状况和工程特征开展了大量的研究,改善了生土建筑的功能和抗震性能,生土建筑的设计、施工已步入了规范化进程。我国的生土建筑研究起步较晚,除了大学以及科研机构的学者将目光投向生土建筑之外,还有一些建筑师和环保人士关注生土建筑,建造了非常具有示范作用的样板。比如说任卫中先生在浙江安吉建造的一系列的生态屋,就是当代生土建筑的典范。任卫中先生的生态屋是夯土建筑,外围护墙体全部采用三合土,即将黄土、石灰、沙子以一定比例加水搅拌夯筑以增加其硬度。在墙基和墙角处多使用本地小溪里的鹅卵石,以防止洪水浸泡和雨水冲刷。鹅卵石在其生态茶馆这一建筑中的运用更为广泛,茶馆一层的外墙面都是由鹅卵石拼接而成,体现了与喧闹噪杂的城市截然不同的淳朴清幽乡土氛围。而且任卫中先生的建筑中还使用了速生杉木作为构架,中国古典建筑普遍采用木构架,木构架的节点一般使用榫卯结构,属于柔性建筑,抗震能力强,而速生杉属于一种经济林木,生长周期较快,在南方被大量的种植。安吉是著名的竹乡,全县竹海茫茫,一片苍翠,任卫中的生态建筑中大量的使用了竹子,在生态屋一号中,就采用了竹篾隔墙和竹子百叶窗,既实用又体现了当地的地域特色,竹子的轮伐期只有59天,属于快速可再生材料,竹子的大量运用是安吉生态屋的又一特色。安吉生态屋是生土建筑的典范,造价低廉,其中一号屋面积约170平方米,加上简装修造价仅为8万元,而二号屋面积180平方米,造价仅为6万元。都低于目前同等面积的农村新建砖砌结构的住宅,不仅环保美观而且适宜居住。任卫中先生可以说是新型生土建筑在中国乡村拓展推广的前驱者。

生土的就地取材、因地制宜、可循环利用、造价低廉、与环境的紧密融合都使得生土建筑成为未来生态建筑的发展导向。在建筑与环境之间关系日趋紧张的当代,对生土建筑的进一步探索和实践是当务之急。改造生土墙体,研制新型培土机,在生土建筑中融合节能环保技术,比如太阳能、沼气、饮用水净化等等,用多种技术共同打造一个有利于生土建筑系统发展的平台。




生土住宅设计施工集成

图片来源:互联网

生土建筑简而言之就是用未经焙烧的土为主材修建的建筑,过去曾是我国广大村镇建筑的常见形式之一。生土建筑热工性能好,冬暖夏凉,节能环保,就地取材,造价低廉,施工技术简单,施工工期短,环境友好,建筑材料可循环利用,是一种低能耗的绿色环保建筑。 

为了便于生土住宅在新农村建设中的推广,下面从生土住宅的设计、生土结构材料性能、生土建筑施工方法三个方面,提供生土住宅设计技术措施。 

生土结构房屋抗震设计时应选用横向刚度较大的横墙承重或纵横墙混合布置承重的结构体系,且抗震横墙的间距不应过大。经验数据表明,6级烈度区两层房屋横墙间距不超过4.8米,一层房屋不超过6.6米,7级烈度区一层房屋横墙间距不超过4.8米,8级烈度区一层房屋横墙间距不超过3.3米。 

生土住宅进深应控制在应为4~6米。进深设计过小时,抗震横墙较短,建筑物的横向刚度差,抵抗横向水平地震作用的能力不易保证。进深设计过大时,住宅的自然采光和通风条件受到影响。 

考虑的抗震设计时,生土建筑的层数、层高及总高度均不宜过大。单层房屋层高不超过4.0米,两层房屋层高不超过3.0米。 

不同地区的生土应根据其颗粒组成的比例选择相应的建造方式。颗粒分布均衡的生土适用于夯土建造,而以细小颗粒的砂和黏土为的生土适用于作为抹面。适用于建造的土质位于种植层以下、岩石层以上。 

夯土墙所用的土料为一般的粘性土,在其中加入适量掺料后,可明显提高夯土墙的强度和变形能力。例如加入一定量的砂、碎石,可明显提高墙体承载力;加入适量石灰,可墙体抗剪强度;加入适量草秸可显著增强其极限变形能力。 

生土墙土料中的掺料宜满足下列要求: 

(1)宜在土料中掺入不大于0.5%(重量比)的碎麦秸、稻草等拉接材料。 

(2)夯土墙土料中可掺入碎石、瓦砾等其重量不宜超过25%(重量比)。 

(3)夯土墙土料中掺入熟石灰时,熟石灰含量宜在5~10%(体积比)之间。 

生土建筑施工方法 

山区的石材丰富,住宅则主要采用毛石基础,采用强度较高而未经风化的毛石砌筑而成,以大块的石头作为骨架,石块之间的缝隙用小石块填充。为了保证锁结作用,每一台阶不少于两层块石或三层毛石,每阶高度为400~600mm,伸出宽度不大于200mm。条形基础底面宽度不宜小于500mm;独立基础底面不宜小于600mm×600mm。此种基础也可在毛石间灌入水泥砂浆,粘接毛石,以增强毛石基础的整体性,有效防止基础不均匀沉降。 

无石材的地区,一般采用砖基础,其上设置钢筋混凝土圈梁。砖基础的剖面为阶梯形,称为大放脚,各部分的尺寸应符合砖的模数。其砌筑方式有“两皮一收”和“二、一间隔收”两种。为了保证砖基础的砌筑质量,基础底面以下需设垫层,垫层材料可选用灰土、三合土、素混凝土等,每边扩出基础底面50mm,厚度一般为100mm。 

灰土是用石灰和土料混合而成,石灰和土按其体积比为3:7或2:8加适量水拌匀,其最小密度:粉土为1.55t/m3;粉质粘土为1.50t/m3;粘地为1.45 t/m3。基础厚度不小于300mm;条形基础的宽度不宜小于600mm,独立基础不宜小于700mm×700mm。每层虚铺220 mm~250 mm,夯至150 mm为一步,一般可铺2~3步。压实后的灰土应满足设计对压实系数的要求,不宜用于地下水位以下。 

三合土基础的体积比(石灰:砂:骨料)为1:2:4或1:3:6时,骨料常用矿渣或碎砖。夯筑时,每层虚铺220mm,夯至150mm。基础厚度不宜小于300mm,宽度不宜小于700mm。 

夯土墙:俗称板筑墙,也是目前常用的生土施工方法。其模板可用木板或圆木,将半干湿的土分层分段填入模板夯实。此法筑成的墙体整体性好,承载力较高。 

夯土密度为1800-2000kg/m3,抗压强度可达24MPa,可作为承重或自承重的结构墙体材料。当夯土墙作为空间中的独立墙体时,其高厚比不宜大于10:1。但如夯土墙与其他构件(如墙、柱或梁)相互支撑或拉结,其高厚比不宜大于20:1。 

从模板组件的形式来区分,我国传统的夯土模板可分为板式和椽式。椽式模板作为模具的木椽由下而上交替成模,可形成下宽上窄的梯形墙体断面。 

从建造墙体的方式上区分,分为小型的横向模板和竖向模板。小型横向模板是夯土建造中最常见的模板系统,主要优点是支模拆模灵活方便。小型竖向模板多用于柱间墙体的夯筑,施工快捷且可避免不同版夯土墙之间的竖向裂缝。 

夯土墙建造过程分备土环节和夯筑环节两部分。备土环节包括采土(运送)、存放、配比(当土颗粒组成不符合要求时)、搅拌和醒土(一般约24h)。将颗粒组成合理的生土加入适当的水后搅拌均匀,即为生土拌合物。这一环节需控制水的用量(含水率10%左右),一般做到“手握成团、落地开花”。 

夯筑环节包括支模、倒土入模、夯实、拆模和防护。夯土墙的建造简单来说就是将备好的生土拌合物倒入支好的模板内(每次约12-15cm厚),然后借助手动或气动的夯锤一遍遍地逐层夯实。一版夯完后,拆除模板,继续下一版的夯筑,如此循环反复。 

常见的处理方式即是利用屋顶出檐的遮挡雨水,一方面防止雨水从顶部渗入墙体内部,另一方面减少雨水对墙体外表面的冲刷。未设置挑檐一侧的墙体通常上侧砌筑几道滴水檐。砌筑小青瓦凹面朝下,沿纵向整齐排列,相邻两道滴水檐之间间距一般为300mm左右。 

为防止地下水通过毛细作用升腐蚀夯土墙,通常使用混凝土或石头作为墙脚。室外墙体墙脚高度至少为0.5米,室内墙体墙根高度可适当减少,但不应小于0.2米。在少雨地区,也可增加墙脚处夯土的厚度,以保护墙身主体不受损坏。 

楼板层是建筑中沿水平方向分隔上下空间的结构构件,它除了承受并传递垂直荷载和水平荷载外,还具有隔声的能力。木屋面的做法是在梁上搁置檩条,然后在上面铺木板。为了固定檩条,一般在梁上开槽。采用木屋面主要是木板具有自重轻、感官好、表面温暖、构造简单等特点。 

屋顶的保温材料中以泥土秸杆和水泥炉渣为主,一般为以当地的植物秸杆(一般以高粱干草为主)编织成苇箔(平铺在椽条上),上面做一定厚度的麦秸泥,最后为120~150厚的水泥炉渣保温层,20厚水泥找平抹面。对于用于保温的水泥炉渣,本身炉渣就是煤燃烧的废料。 





生土墙承重的建筑抗震性能

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生土建筑利用地方材料建造,造价低廉,技术简单,冬暖夏凉。而且原土不需烧制,不污染环境,这是生土建筑具有较强生命力的主要原因。另外,房屋拆除后建筑垃圾可作为肥料回归土地,这种可持续发展的生态优势是其他任何材料无法取代的。 

生土墙体承重房屋一般呈硬山搁檩型,全部墙体用土坯或夯土建成。夯土墙墙厚从400-800mm不等,内墙也可做300mm,墙顶上搁檩建顶。大多为双坡屋顶,也有单坡形式,房屋后墙比前墙高出1.5-2m,前墙留有门窗。双面坡的房屋前后墙均可开门窗。土坯墙一般前后墙顶顺墙长方向架 ,檩上铺椽建顶。土坯墙体采用泥浆砌筑,土坯 尺寸根据地区不同而有差异。 

生土墙房屋以墙体为承重体系。夯土墙墙体房屋屋盖系统的檩条或大量直接搁置在墙上,集中荷载直接作用于墙。土坯墙墙体由生土块材砌筑,由于黏结泥浆强度低且在土坯缝中不饱满,墙体承受集荷载的能力很弱,有时在墙顶设通长木梁(一般为圆木),檩条或屋架梁搁置在墙顶木梁上,将集中荷载分布在一定范围。

生土结构房屋的屋盖全部荷载通过檩条或屋架(梁)传给承重的生土墙体,由于生土墙材料强度低,墙体一般较厚。夯土墙房屋的空间刚度和整体性略差。墙体上开设的门窗洞口,对墙体有局部削弱,洞口间墙体过窄和洞口上部墙体高度过度小时,对房屋性能影响较大。墙体荷载传给墙下条形基础,再由基础穿给地基。生土结构房屋的基础,在静力荷载作用下,一般性能良好。但在地震荷载作用下,易裂开产生通缝,滑动,失稳。严重时造成基础失效。村镇生土房屋的地基,通常开挖至基底后,对天然地基稍加夯实,有的不夯实而直接砌筑基础。若地基不均匀,软弱,则对上部结构性有不利影响。 

20世纪70年代以前发生于陕,甘,宁,青,新五省(区)21次强烈地震的震害调查资料表明:生土墙承重房屋在Ⅸ度及Ⅸ度以上地区几乎全部倒塌,在Ⅷ度及Ⅷ度以下地区,破坏和倒塌率随烈度提高而上升。 

生土墙承重的房屋在静力荷载作用下的性能与房屋地基条件,墙体材料和施工方法关系较大。一般情况下。夯土墙承重房屋抗震性能优于土坯墙承重房屋,但不论那种形式的生土墙承重房屋,延性差是其显著弱点。 

1) 地基基础破坏。生土墙房屋几乎都没有经过正规设计,基础深度宽度较小,地基未经很好处理,石料,黏土砖常采用泥浆砌筑。若房屋建造在软弱地基。砂土液化地基及土质不均匀地段,可能引起房屋的整体破坏。在静力作用下,反映为墙体开裂,甚至倾斜。在地震荷载作用下会导致房屋的严重变形或倒塌。 

2) 结构体系不规则引起的破坏。尤其是单面坡房屋,后墙比前墙高1.5~2m,地震时前后墙的惯性力相差悬殊,易发生墙体严重开裂和前后墙变形差异引起的屋盖系统塌落或房屋的倒塌。 

3) 在剪切力的作用下,很容易发生墙体裂开,墙体外倾的现象,这是此类房屋的主要震害之一。震害表明,在Ⅵ度既有少量倒塌,大部分为转角Ⅴ形局部塌落及墙体的斜裂缝,竖向裂缝,纵横墙交界处通裂缝等。 

4) 墙体受压承载力不足引起的破坏。屋盖系统的檩条或大梁直接搁置在夯土墙上,墙体承受着屋盖系统的全部重量,在檩条或大梁与墙体的接触处荷载集中,由于墙体受压能力或局部承压能力不足,承重墙体往往使用阶段就产生竖向裂缝,对房屋的抗震性能不利。在地震作用下,由于地震力引起的梁檩与墙体搭接触的冲撞,造成梁檩拨出,山墙倒塌,甚至落架等震害。 

改善生土结构受力性能的措施 

为了减小房屋的地震作用,建筑平面布置和立面处理应力求简单,规整。房屋高度不宜过高,开间不宜过大。最好每开间都设横墙,以减小纵墙的跨度。门窗不宜开得过大,以免因窗间墙过窄在地震时破坏。纵横墙布置要均匀对称,保证房屋高度均匀。避免砌筑一些附属物,如门脸,女儿墙等,防止地震时塌落伤人。烟囱不应削弱墙体强度。烟道可放置在土墙内侧或外侧的墙垛里,并应采取一定连接措施。 

房屋以两面坡为宜。单面坡房屋由于屋顶重心不稳,在地震作用下容易向下滑动,与墙体脱开。而后墙高而稳定性差,在地震作用下也容易遭受破坏。 

地基应开槽分层回填夯实,深度根据土质确定,土质好的地方浅一些,土质差的地方深一些,通常500~1000为宜。宽度以每边宽出基础150~200。土质好的地区用原土分层回填夯实即可,土质差或湿陷严重的地区应采用2:8或3:7灰土分层回填夯实。 

基础应砌至室外地坪以上300左右,以防止墙体底部受雨水侵蚀。材料可以用砖,毛石,片石和砾石。用石灰砂浆砌筑,施工中应注意错缝咬槎。也可用灰石基础。若能用几何尺寸较规则的料石做基础,将大大增强墙体的抗震性能。 

承重墙体 

1)土坯平砌承压不足易出现通缝,立砌抗折刚度较大但稳定性差,且整体性较差,在地震烈度Ⅶ度以上的地区应优先选用夯土墙的形式。 

2)土坯墙因错缝搭接砌筑,土坯尺寸应大体一致,并应掺入碎草等拉接材料,砌筑的泥浆性要好,砌缝的泥浆应饱满,最好用草泥浆以增强砌体的抗震能力。试验表明,土坯中按重量比掺入0.5%的草。土坯的抗弯和抗剪强度可增加50-100%。 

3)夯土墙应应分层错缝夯筑,拆摸后应在墙体端部铲成斜面,以使两板结合紧密,如果相隔时间较长,再次夯筑时再铲斜面并应浇水后夯筑。上下两层必须浇水后夯筑,且在按缝处可竖向加竹片,木条等拉结材料,以增加层间拉结。在纵横墙交接处如沿高度每500mm左右设一层如荆条,苇秆,竹片。木条等拉结材料,墙体整体性会有较大提高。外墙拐角处纵横墙分板夯筑时,应每板加入拉结材料,拉结材料应铺至墙体尽端。门窗洞口两侧沿墙体高度方向水平加入竹片,树枝等拉结材料,以改善局部抗震性能。拉结材料使用前应先在水中充分浸泡,以加强和墙体的粘结。 

4)夯土墙的土料中加入一定量的砂,碎石,可明显提高墙体承载力。由于夯土墙墙体较厚,条件许可的地区可采用小型电夯,以提高墙体的夯筑质量,减轻施工人员劳动强度,加快施工进度。墙体边角区须用斜面行锤夯实,以保证墙体质量。

结语 

1)生土结构房屋由于墙体承载能力低,自重大,延性差等特点,决定了夯土墙承重房屋的抗震性能较差。但由于其易于就地取材,建造方便,绿色环保,可持续发展和经济实用的特点,在我国广大农村,尤其是在经济尚不发达地区仍然是居民的一种主要形式。指出生土结构房屋建造中的一些问题,给出有效的提高抗震性的措施,对村镇建筑减灾防灾具有现实意义。 

2)调查表明,生土墙房屋的传统做法有其合理方面,同时也有需要改进的地方,实践表明,通过对此类房屋的震害特点及破坏机理进行分析,提出改善此类房屋抗震性能的技术措施并加以应用,生土墙承重房屋的抗震性能可以得到明显的改善。在非抗震区和低烈度区使用和发展具有一定的前景和实用性。 



夯土墙墙体稳定性分析

湖北上津古城(图片来源:互联网)

上津古城位于湖北省郧西县城西北70公里的上津镇,为明代城址。经现场实地勘察,发现古城房屋土坯墙体主要存在一下问题:①墙体裂缝主要位于主檩条下,裂缝长度约为1.5m,宽度为5mm左右。②墙体的空鼓房屋外墙1.5m高度范围内泛碱脱落,掏蚀适度多为10c。③地面以上30cm为碎石砌筑,砂浆局部缺失等。 

根据常见夯土类建筑的构造特点,本文在分析中做了如下假定:夯土墙体、木质梁、木质柱为连续均匀介质,采用线弹性本构模型,墙体和檩条连接位置、房间底部和基础之间不存在相对位移,对于混合承重结构的边柱和墙体接触部位放松竖向约束,采用半刚性连接模拟榫卯连接。荷载取值依据《建筑结构荷载规范》GB5009-2001。夯土墙房屋长11.28m,宽8.60m高5.37m,单元网格类型为8节点六面体线性减缩积分实体单元(C3D8R)。 

 加固前夯土墙墙体稳定性分析 

采用有限元分析方法对夯土房屋建立整体模型,分别考虑纵、横方向地震作用,采用振型分解反应谱法来对结构进行分析。其中结构抗震计算按VI度考虑。计算参数为:水平向地震影响系数最大值amax=0.04;场地类别为Ⅱ类,特征周期Tg=0.40s;结构阻尼比取0.05。具体分析结果如下: 

夯土墙体承重结构在地震作用下,部位Z1处,位移大小为15.3mm,超过了关于构件最大位移不超过L/250(约12.3mm)的要求。其他部位位移这里不再做详细分析。 

夯土墙体承重结构在地震横向作用下应力最大值在纵墙顶部Z1处,大小为0.164MPa,纵向作用下应力最大值在横墙H3处,大小为0.138MPa,超过了夯土材料抗剪强度标准值0.08MPa,容易发生檩墙分离,破坏结构整体连续性,最终造成失稳破坏。 

夯土墙的加固及改进措施 

针对上述夯土建筑在分析中出现的问题,本文认为可以采用钢丝网泥浆加固土坯墙体,以提升其使用功能。对于夯土墙墙体外侧的空鼓(如:外墙泛碱脱落,受水掏蚀)等,造成墙体实际受力厚度减薄,产生受力不均匀,容易导致上部墙体开裂、扭曲等不利情况。对于此类病害采用钢丝网泥浆加固土坯墙体,面层的泥浆强度等级,宜采用实际墙体同等等级钢丝网应用呈梅花状布置的S形穿墙筋固定于墙体上,S形穿墙筋的间距宜为800mm;钢丝网四周采用拉接筋与墙体可靠连接;钢丝网外保护层厚度不应小于20rnm,钢丝网片与墙体之间的空隙不应小于4mm;加固材料采用镀锌点焊式钢丝网片,钢丝直径为2.6mm,抗拉强度711MPa,钢丝间距为10mm×10mm。 

加固后墙体稳定性分析 

夯土墙体承重结构在墙体外侧采用钢丝网泥浆加固后,夯土墙体承重结构在X方向(横向)地震作用下,结构沿X方向最大位移发生在纵墙顶部Z1处,位移大小为4.44mm,小于关于构件最大位移不超过L/250(约12.3mm)的要求,整体满足抗震变形要求;由表2可知,夯土墙体承重结构在墙体外侧采用钢丝网泥浆加固,有效的改善了土坯墙体的变形能力,加固后墙体的横向为加固前变形的17.87%,横向为加固前变形的2.12%,加固效果明显。 

夯土墙体承重结构在墙体外侧采用钢丝网泥浆加固后,夯土墙体承重结构在X方向(横向)地震作用下,结构沿X方向最大剪切应力为0.03MPa,小于夯土材料抗剪强度标准值0.08MPa,整体满足抗剪强度要求;由表3可知,夯土墙体承重结构在墙体外侧采用钢丝网泥浆加固,有效的改善了土坯墙体的受力性能,加固后墙体的横向为加固前剪切力的11.68%,纵向为加固前剪切力的34.82%,加固效果明显。 


由于受不同地区不同环境的影响,各地区的生土建筑在建筑结构和建筑艺术上也各有特点,但是所有生土建筑都具备一致的生态功能。

(1)亲近自然:生土建筑大多是就地取材,生土建筑能适应不同地形条件可在平坦的地形上建设地上和地下建筑,也可在斜坡地形上开挖窑洞等建筑,以“生土”为建筑材料的建筑在建筑艺术上寓于大自然,并且生土建筑还有利于环境保护和生态平衡,体现了人与大自然的和谐共生的特点。

(2)施工简单:生土建筑在施工上很方便,在技术上要求也不高,但建筑形式多样,可在当地依山而建,也可就地开挖洞穴和地坑,有的则用土坯和夯筑的建造方式,并不需要复杂的设计。如分布在黄土高原的窑洞主要是在天然土石中开凿的拱形洞室;土屋是用草泥加水做成土坯砌墙的建筑;夯土建筑技术被中国北方称为“干打垒”,是用生土掺入细沙等,把土填入侧模之间,再加以夯打而成。

(3)节省能源:生土建筑大都采用“生土”作为主要建筑材料,而以生土为材料的建筑拆除后还可以作为肥料回归土地,另外生土建筑节省了大量烧砖的燃料并在能源回收方面占有很大优势(大多现在工业材料如水泥、沙子或碎石等很大部分不能够回收利用),节约了能源消耗。分布在河南省西部的下沉式窑洞(在半丘陵山区平坦的太地上挖出天井式深坑,窑洞沿坑壁开凿),可在窑洞顶上作晒台、作麦场,不占耕地。

新疆生土建筑(图片来源:互联网)

(4)造价低廉:生土建筑大都使用生土资源,减少了建筑的成本,据统计,中国的黄土窑洞约为一般地面建筑造价的十分之一,而生土建筑的投资仅为地面砖房的五分之一,用生土代替水泥砖瓦,用竹片、木条代替钢筋这样的生土建筑,不失为建筑师们借鉴的建筑形式。

(5)冬暖夏凉:生土建筑的物理特征是它的隔热效果好,生土最大的优点是导热系数小和热惰性好。夏季时节,天气炎热,生土吸收了大量的热量,但由于生土的导热系数小,使得室内的温度明显的低于室外温度,而夜间热量慢慢扩散,使室温又不会太低,这样西北等地居民住房就不会受昼夜温差较大的影响了。同样的道理,在冬季生土外围也不会使室内温度过低,因此造就了生土建筑冬暖夏凉的特点。

(6)健康舒适:研究表明,生土保温隔热的特性使厚重的生土墙体大大减轻了外界气候对室内环境的影响,并且生土的隔音效果也很好,它的防火性能也远远强于砖木建筑,这样的生土建筑给室内营造了一个安静、舒适、健康、安全的居住环境。



重拾被遗忘的传统艺术 钜融城夯土工作营开营

2014/07/14 12:13来源:搜狐焦点网大理站编辑:高珊
钜融城左岸高地

  近年来,旅居大理的人们已不再单纯地留恋这里的气候和风景,更多的,是被大理逐渐浓厚的艺术氛围所吸引。

  大理,一座古老的城市,由于多民族聚居而形成了兼容并包开放的文化氛围,对于艺术的发展,这是一个得天独厚的条件,且大理千年民族文化底蕴也是凝聚艺术家的强大力量。《新周刊》评论大理现在是仅次于北京的艺术圈,这种说法或许有些片面,但越来越多的艺术家隐居大理也是不争的事实。

  针对大理越来越浓的艺术氛围,也为打破大理旅游地产的现状,钜融城·左岸高地怀着一份伟大的愿景,联合众多艺术团队的力量,将大理建设成为西南乃至全国的艺术交流基地。大家都知道,艺术带来的不仅仅是视觉或感官上的冲击,而要是能实在地与生活相结合,那才更加完美,而钜融一直在做这件很不简单的事情。要怎么将艺术融入建筑?除了建筑风格是否还有其他出路?如何把传统工艺和那些即将消失的建筑技艺找回?如何将生态艺术生活相结合?

  面对这些不容易的命题,钜融城在不断进行尝试,除了艺术街区和美术管群,是否还能将现代艺术和传统工艺完美融合?在中国美术学院的支持和配合下,左岸高地和法国格勒诺布尔国立高等建筑学院的生土建筑研究中心(CRATerre)卡代建立了合作关系。卡代是生土建筑研究的先驱和权威机构,拥有联合国教科文组织“生土建筑、建造文化和可持续发展”教席,近四十年来,卡代始终致力于保护生土建筑世界遗产,发展生土在全球范围内的当代应用。

法国生土建筑研究中心卡代技术顾问Mark及中国美院教授


 
法国生土建筑研究中心卡代技术顾问Mark及中国美院张教授

  生土,听起来陌生的词汇,但实际上大多人其实对它并不陌生。生土就是指未经焙烧而仅作简单加工的原状土,在建筑中常见的应用方式有夯土、土坯砖和木骨泥墙等。生土以其生态的特性,近年来受到了世界建筑团体的瞩目,生土采用纯天然泥土,通过科技手段进行房屋建筑,房屋弃之不用时仍可回归自然进行耕种等,是一项可循环的生态工程。

  如今世界上还有三分之一的人口居住在生土建造的房屋内,如今大理古城周边生土房屋已很少见,可大理周边县城农村依旧有很多生土建造的房子,住过这类房屋的人大概也都知道它们冬暖夏凉。中国人对家刻在骨子里情节决定了他们对房子的执着,城市的人们忙着买房,农村的人们忙着盖房,于是,生土的房屋被推倒,大家都盖上了钢筋水泥的洋房。据法国生土建筑研究中心驻大理的技术顾问马克介绍,他们两年前来大理考察的时候,大理周边还有很多生土建筑,可是今年再来,发现它们都被小洋房取代,同行的美院老师表示,对传统建筑文化的消亡,他们真的很惋惜。而他们现在能做的,仅仅是少部分复原传统,让世界看到这种建筑风格的魅力,钜融城提供的艺术尝试则提供了这次机会。


  据钜融城的项目负责人介绍,他们现在正在复兴这项具有环保意义的工程,尝试将传统工艺与科学完美得融合到当代建筑中。他们将提炼出一些白族元素,再通过艺术家的设计,使之表现在项目中的生土应用中。在本项目的生土设计仅作为一项主体建筑的外延,将应用在路面的导视焦点、门牌、路标等随处可见的小型建筑上,希望通过前期对生土的成功复原,来实现生土广泛利用到实体建筑的美好愿望。

Mark和美院张教授在项目现场做技术指导


 
Mark和美院张教授在项目现场做技术指导

  近日,钜融大理夯土工作营正式启动,将开启国内生土商业项目,为左岸高地增添一抹生态和谐的亮色,也为国内生土复兴贡献一份力量。开营后,左岸高地设计规划的生土标志性建筑夯土墙、路面导视等即将有序展开,努力在最短的时间使之与广大热爱艺术、重视生态保护的人们见面。

生土墙架摸


 
生土墙架摸

  除了夯土工作营,巨融在近日还将举办一系列文化活动,有高端艺术讲座,也有国内收藏大家的藏品展示等,为大理增加不少艺术气息,真正实现打造西南艺术交流中心的愿望。

来源  http://dali.focus.cn/loupan/1350191/lpdt1683.html




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