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    木造再設計、單元化、大跨應用、和統一性這四

    作者:admin 發布時間:2021-01-09 10:45

    “木頭,你想成為什么?”

    "我想成為柱子、梁還有板。"


     

    走出洞穴后,人類開始營建真正的建筑,而木材因為其易于獲得的特性和各種優良的性能,成為人們掌握的建筑材料之一。
     

                               

     

    所以,在世界范圍內都有發現人類用木材搭建的構筑物。在使用的過程中,人們對木材的加工趨于精細,使用方式也趨于合理。從干欄式的的粗糙連結開始,人們用茅草和樹葉遮蓋木頭結構,達到防雨防腐的效果;人們高筑臺基,來達到保護木根的目的;人們漸漸發明了榫卯釘楔,讓“一根筋”的木材連接得更加牢固。

     

    圖片

     

     

    隨著技術的升級和非物理手段的介入,人們對木材的利用方式更加地花樣百出。

     


     

     

     

     

    是將實心鋸材(即從單根原木材切割出的木材)并排放置后層層堆疊膠合而成高厚度的一種板材。除了可以用作建筑搭建的材料以外,也可以用在土木,家具等其他領域。

     

    特點

     

    CLT在作為結構骨架用來支撐建筑物的同時,其自身的隔熱性,遮陽性,隔音性等還會帶來復合效果加成,是一種較為全面的材料。CLT可以營造出無需裝飾的裸露結構空間,木材的機理可以直接作為立面表現。除此之外,木材是持續可循環利用的資源,有效利用木材可以大大減少二氧化碳的排放。

     

    在建造過程中,CLT可以在工廠內進行預裝和施工,這樣可以大大縮短工期并減少施工難度,相比鋼筋混凝土來說也更加的輕盈。

     

    CLT

     

    今天我們想要從「木造再設計」「單元化」「大跨應用」「統一性」這四個方面來帶你認識「木頭」在建筑中的新定位。
    賦予了木材新魅力的新木構架,主要分為以下四種結構方式。

     

    1) 平行弦桁架結構

     

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    辦公室

     

    上下弦材選用的是西川材的柏木。斜材是加工成了小型CLT板材的杉木,橫跨十米支撐著屋面板。

     

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    平行弦桁架

     

    厚36mm的斜材和上下弦材的交接是通過長螺絲實現的。通過實驗確認了抗彎強度,追求高精確度。飯能預制板公司和建設公司的技術人員在設計上反復幫助試錯,最終實現了相鄰平行弦桁架板相互嵌合的結構。立體化的桁架結構在水平方向有了補強剛度的附加效果,頂光照射下來,在木桁架中來回反射,就像陽光穿過層層落葉一般。

     

    圖片

     

    平行弦桁架

     

    2)格子承重墻

     

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    室內

     

    細節

     

    格子承重墻通過30mm長小橫截面的木條鑲嵌組合而成。無論是光還是風都可以穿過的格柵,有著普通木板墻九倍的承重力。這些都得益于飯能建具制作公司高精度的加工和施工技術。

     

    光影

     

    3)三角梁柱

     

    室內

     

    8米跨度的二層樓板和一層柱子都由CLT折板結構組成。通過90mm和72mm厚的CLT板材構成的的三角結構中,中空的空間剛剛好可以被用來安置管線,設備。

     

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    室內

     

    4)衫木材支點桁架

     

    圖片

    室內

     

    會議室是通過長6米的平角制材相互穿插扶持來支撐10米跨度的屋頂。

     


     

     

    建設技術中心內的風洞實驗室,是通過國產CLT作為主要結構的建筑,里面放置了大型風洞試驗裝置和計算室,供參觀和學習。

     

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    結構示意圖

     

    從CLT板材特征和簡化構造形式兩方面來考慮結構體系。采用三塊板材構成一個「門型」單元作為建構基礎。單純的「門型」在兩塊板的交界處會有很大的彎曲力,因此用傾斜木板來平衡扭矩,相鄰的兩組單元在中心相接處進行連接,且在邊角處用桿件相互拉結,這樣就將CLT生產的最大尺寸木板緊緊的聯系在一起,圍合出了連續的自由的條形大空間(9m*10m*41m)。CLT單元型的架構嘗試對CLT的普及和利用都起到了推進的作用。

     

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    室內屋頂

     

    CLT單元是依靠鉸接組合在一起的,在構造簡易化的同時,更讓人能純粹的感受由板材和桿件所帶來的空間氛圍。

     

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    夜景

     

    鉸接讓施工簡易,三枚CLT大板組成了傾斜的「門型」單元,板與板之間通過鋼制桿件拉接,構造簡單且有效的抵抗了扭力。這些單元和接合部都是在工廠里預制然后直接運送到現場的,除去地基,地面上的搭建只用了九天。

     

    伴隨著施工的簡易化,工期的短期化,以及單元體架構的可移動位置重復使用,CLT材料的應用充滿了可能性。

     


     

    圖片

     

    建筑屋頂是長邊為60m的巨大木質三角形。

    這個木質的大三角形,是用厚度為270mm(斜材為210mm),長度2300mm的CLT板材,將大三角形分割成無數的相似直角三角形單元拼接而成的。

     

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    屋頂下作為支撐的混凝土塊包含了辦公室和會議室等功能。

     

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    剖面

     

    傾斜的三角形和混凝土塊之間形成了巨大的“空隙”。通過北側的玻璃,自然光可以溫和的擴散至室內,室內也因此顯得格外明亮,室內外微小的明度變化容易讓人忽視玻璃這層邊界的存在,單純的空間被城市原本的面貌所吸收,建筑也自然而然成了城市的一部分。

     

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    街道視點

     

    三角形CLT結構是由規則的網格系統構建的,為了抑制結構整體的形變量,選取了X軸,Y軸,斜向三個方向的板材進行交接。

     

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    屋架

     

    XY軸方向材料的形變空隙控制在1mm,斜向控制在2mm,與之連接的水平下方的鋼柱垂直精度要控制在三千分之一。這些都是在經過3d打印的模型試驗,BIM對結合部建模測試,一比一局部施工檢測驗證之后才得以順利實現的。

     

     

    外觀

     

    從部分到整體」

    木造的關鍵點在于接合部。而CLT接合部的資料少之又少。因此設計的前半部分一直在做實驗,在檢討跨度和空間的可行性。

    決定構造細節的要素不止于CLT這種材料的表現形式,還在于CLT作為主要結構骨架的可行性,建筑節能的效果強弱。這些都和甲方進行過反復磋商,甚至征集過全體工作人員的意見。以構造這個「部分」開始,向建筑整體進發。

     

    室內

     

    骨架的系統是通過名為「菱組」的斜向格子組成的,用CLT板材做成V型梁和折板結構制成的屋頂就像橋一樣被放置在「菱組」的骨架上。CLT「菱組」墻壁自身有很強的耐震性,因此設計中也盡可能的減少板材張數實現整體性。

     

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    分析圖

     

    CLT自身是不可以隨意開孔的,因此特意制造了一些「縫隙」讓光和風可以從容地進入室內。一體的空間外皮是很好的隔熱材料并且有很好的氣密性,有助于室內調節溫度和空氣循環。

     

    圖片

    室內

     

    東側的入口處有共享空間,錯了半層的一層和二層之間有通高空間相聯系,南側有大面的玻璃幕墻進行采光。這所建筑雖然采用了單一的建構形式,但經過大大小小的樓梯,小空間,照明,空調系統等元素的注入形成了多個具有顯著特點的空間。就像在同一個屋檐下,同時集結了很多很多的小建筑一樣。

     

    室內

     


     

     

    木頭:“爺無所謂了!”

     

    圖片

    遠景

     

    材料縱使有十八般武藝,

    也終將歸于建筑,

    建筑隱匿于城市,

    而城市就是我們的生活。

     

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