在世界范围内 都有发现人类用木材搭建的构筑物 在使用的过程中 人们对木材的加工趋于精细 使用方式也趋于合理 随着技术的升级和非物理手段的介入 人们对木材的利用方式 更加地花样百出 在全球范围内 以正交胶合木(CLT) 为代表所建造的高层木结构 正在改变着传统的建筑格局 让以钢筋混凝土为主的传统建筑行业 产生了重要的转变。 正交胶合木(Cross-laminated timber,CLT) 是一种新型的工程木产品 由3层以上实木锯材或结构复合板材正交组坯 采用结构胶黏剂压制而成 被广泛用于木结构房屋的墙板、屋板和楼板。 下面就和小编一起去看看 被许多工程师都称做 “打了类固醇的胶合板”的新型木材CLT CLT交叉层压木材 CLT板材生产场景 1)适用性强,便于结构应用; 2)轻质高强; 3)制作误差小、尺寸稳定性高; 4)火灾中承载力高; 5)隔热性能好; 6)自重低、安装运输成本低、基础简单且成本低; 7)抗化学侵蚀能力强; 8)易于生产,甚至可以制作曲面形产品。 CLT木构架 就想用现代的构造方式来重新翻译木质构造技术想要结合日本传统的轴组工法(拥有斜撑的木框架,防止水平形变)来创造独特的木造建筑 饭能预制板公司和建设公司的技术人员在设计上反复帮助试错最终实现了相邻平行弦桁架板相互嵌合的结构立体化的桁架结构在水平方向有了补强刚度的附加效果顶光照射下来,在木桁架中来回反射就像阳光穿过层层落叶一般 CLT的单元化构造实践 CLT的大跨构造实践 建筑语言的统一性-CLT CLT节点设计 ▼ 01 - 常用构件 除最常使用的长自攻螺钉外,其他传统连接件如钉、内置钢板和钉板也在CLT板之间的节点广泛应用。由于兼具抗剪和抗拔的能力且无需预钻孔便于施工,专用木螺钉的简单连接方案广泛用于CLT结构。 自攻木螺钉的直径从4mm到13mm,长度可达1000mm,根据具体使用情况设计确定。对于使用钉板或其他标准金属角撑的节点,通常使用锚钉或锚固螺钉。大型木结构中传力较大的节点通常使用螺钉和销。 用于CLT节点的钉、木螺钉和销 标准金属连接板及角撑可用于连接CLT楼板和墙板等。从传递较大的拉力到以传递剪力为主,有各种角撑可供选择。 钉板角撑钉板角撑可用于楼板和墙板之间的连接,或用于中等荷载下的节点处。加肋角撑撑常用于CLT板连接或将CLT板连接于混凝土基础。 钉板角撑及加肋角撑 ▼ 02 - CLT板内连接节点 CLT板之间的连接可以通过多种不同的方式实现,以下为各节点工作原理简要说明: 1)企口连接板节点 企口连接板可以通过螺钉或钉加以连接,有两个抗剪面。也可以使用双填板,形成四个抗剪面。该节点可传递CLT板面内的纵向和横向作用力(即轴力、面内剪力、面内弯矩)。 企口连接板节点 2)单盖板节点 单盖板节点是最容易实现的节点之一。盖板可用螺钉或钉加以连接,是具有一个抗剪面的节点。这一节点可以传递CLT板面内的纵向和横向作用力。 单盖板节点 3)双盖板节点 双盖板节点增加了结构及节点传递剪力的能力。盖板通过螺钉或钉加以连接,在每个盖板处形成一个抗剪面。除传递CLT板面内作用力,该节点还也可承担小幅的面外弯矩作用。 双盖板节点 4)半层搭接节点 半层搭接节点构造简单,与自攻螺钉配合使用,使施工安装十分快捷。节点可传递CLT板面内作用力。 半层搭接节点 5)斜螺钉加强的单侧盖板节点 斜螺钉加强的单侧盖板节点 6)钢套管连接节点 钢套管连接节点与拧入或植筋形式的螺钉或木螺钉配合使用。螺钉在CLT厂家即预先埋入,在施工现场可方便地通过带槽口的钢套管完成连接。 钢套管连接节点 7) 专用紧固件节点 专用紧固件节点有各种专用于木结构连接的形式。很多紧固件是基于各种形式的挂钩设计的,这类挂钩由钢制或铝制角撑组成,角撑的数量和大小决定了节点的整体承载力。 专用紧固件节点 ▼ 03 - 带盖板的连接节点 在CLT板的上下表面设置盖板形成的拼接节点,可以在一定程度上传递力矩(两图区别在于表层层板布置方向不同)。 主荷载方向上的表面盖板节点(上)及垂直于主载荷方向的盖板节点(下) ▼ 04 - 楼板与梁的连接节点 CLT板通常用于大型楼板,板中间支承于下部的梁上或与之连接形成组合截面梁。楼板与梁的连接方式多种多样,下面仅展示其中几种可能方式。 ● 为填补楼板开口间隙以获得平整表面,常见方法是将钢梁布置于CLT结构内,见下图(a)~(c)。 ● 在这些构造方式中,以胶合板或LVL板覆盖节点以实现平整表面,覆盖板在某些情况下还可以设计为沿楼板平面传递拉力或压力,见图(b)~(d)。 ● 如果认可梁高度超出CLT板厚,很常见的方式是使用胶合木梁,见图(d)。 ● 胶合木梁也常常用于CLT连续楼板的中间支座,见图(e)。 楼板与梁连接节点示意 ▼ 05 - 墙板间的连接节点 墙板间连接可通过木螺钉、角撑或隐藏式专用紧固件实现。为改善节点的抗火及隔声性能可能还会需要采取其他构造措施。 将CLT板连接到另一木构件表面的最简单的方法是使用自攻螺钉。需要注意检查螺钉位置,避免螺钉仅拧入木材端木纹 (即螺钉与木纹平行)。 为减少这种风险,或者在只能从板材侧边进行连接的情况下,斜螺钉是一种选择。 另一种简单的构造是使用角撑或钉板,该方式适于传递剪力,然而不太适合外露的表面。另有各种外露或隐藏式专用紧固件。 墙板间使用螺钉连接的节点 (水平剖面) 墙板间使用角撑连接的节点 (水平剖面) ▼ 06 - 墙板与楼板的连接节点 将墙板连接到楼板可以通过长自攻螺钉(a)、角撑或钉板(b)、通过植筋预埋在CLT板内的长、短满螺纹螺钉(c)、内置式连接件(d)、通长角撑等方式(e)。 墙板与楼板的连接示意 ▼ 07 - 墙板与基础间连接节点 CLT结构中使用的墙板连接节点通常不能受弯。用于墙板与基础连接的角撑可直接预埋在混凝土基础中或焊接到预埋在混凝土中的连接板上,或者可使用膨胀螺钉或化学锚栓将角撑固定在混凝土基础上。 墙板置于混凝土基础、砖或轻质砌块或其他吸湿性材料上时应设置防潮层。墙板连接到基础的一个简单、常用的方法是使用钉板或角撑。角撑使用钉或螺钉安装。这种类型的连接对于水平力较大和较小的情况均适用。 金属角撑可以外露或隐藏。也可以利用固定在基础上的木制导轨连接墙板。将CLT板置于导轨上,并使用斜螺钉或其他方法固定。 墙板与基础间的连接节点 ▼ 08 - 墙板与屋面板的连接节点 将墙板与屋面板连接时,最简单的是使用自攻螺钉,如下图所示: 墙板与屋面板间的连接节点 正交胶合木具备出色的力学性能 兼具隔热、阻燃、隔音、环保等特性 高度工厂预制化能够保证板材加工精度 较为成熟的节点构造施工难度可控 均有助于确保施工质量及缩短工期 采用改性速生材生产正交胶合木既能节约资源 又能降低产品成本 原文章来源:《新建筑》2020年4月号、《新建筑》2020年11月号图片来源:《新建筑》2020年4月号、《新建筑》2020年11月号、野沢正光建築工房 官网、大成建築一級建築士事務所 官网、MOUNT FUJI ARCHITECTS STUDIO 官网、NKS2アーキテクツ 官网 光辉之家 | 正交胶合木(CLT)材料特性及节点构造 正交胶合木 (CLT)结构技术指南,中国建筑工业出版社. 欧洲木业协会官方网站 瑞典木业协会官方网站 木结构设计规范 GB50005-2003 胶合木结构技术规范 [附条文说明] GB/T50708-2012 | 转自:空心建筑 |
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