本文以BX集团的一户建五金件产品为例,简要介绍了日式一户建的主要施工步骤及五金件大类,其技术可供国内相关厂家参考。
一层主要作为餐厅和客厅,一家人的休闲、饮食、接待朋友都可以胜任。二楼作为卧室,睡眠休息不被打扰。二层之上还有阁楼,为贮藏和儿童活动提供空间,整体装饰风格简约温馨。
▲日式一户建在来工法五金件示意
日本《建筑基准法》中采取了“壁倍率”法计算剪力墙的数量。在日本木结构厂商手册中,所有五金件有相应的结合部倍率,设计人可根据抗侧所需要的壁倍率数量选取或强或弱的连接件。
关于壁倍率, 《建筑基准法》规定“当单片剪力墙的承载力达到1.96 kN/m时(中震层间位移角达到1/120),该墙的壁倍率为1”,若某方向上布置m米壁倍率为n的剪力墙,则该方向的总抗侧承载力为(m×n ×1.96)kN。
▲五金件结合部倍率
『梁柱/梁梁节点』
一户建节点常采用榫卯与金属连接件组合的连接方式, 通常采用榫卯抗剪,采用五金件抗拉;既传承了亚洲传统的木结构美学,又引进了新型木结构技术,良好地体现了传统与现代的结合。
建筑的角部柱通高至屋面,称为“通柱”或“轴柱”;其余柱搭建于横梁之上,称为“管柱”,竖向荷载由屋面传递至横梁,再由横梁传递至“通柱”或“管柱”。抵抗水平作用力的、具有斜撑或钉接覆面板的剪力墙中的小墙骨柱称为“间骨柱”,通常仅起构造作用,不传递竖向荷载。
▲扒钉
▲转角柱梁角码
由于木构件截面通常较小(150mm以下),梁梁、梁柱连接通常采用各式羽子板(毽形螺栓)拉结或采用角码固定,施工简便。下图仅示出了几种代表性五金件,实际应用中,各种边柱、角柱、边梁、中梁连接件种类繁多,但实质上大同小异。
▲羽子板
▲梁拉结羽子板
▲梁柱角码
▲次梁挂钩
▲梁接长五金件
除木龙骨剪力墙外,抗侧构件还包括木斜撑、交叉拉索及减震支撑等,减震支撑除具有抗侧能力外,大震时能吸收地震能量,即便出现损坏也可方便拆除换新。
▲斜撑五金件
▲交叉拉索
▲某种减震K型支撑
木龙骨墙一旦承受水平作用力时,墙端部的柱子会承受拔力。因此在木构的设计中,针对这种拔力采用使柱子不会拔出的节点是相当重要的。下图就示出了设置地脚锚栓防止柱拔出的连接方式,此锚栓在建筑角部及斜撑位置处均需设置。
▲柱脚紧固件
▲五金件布设计算示意
『楼面节点』
水平角撑是在楼板面或在屋架的边角处,以45度角架设的横梁,设置水平角撑的主要目的在于防止水平构面的歪斜。水平角撑的楼板倍率不到1.0,绝非刚性很高的构件(读者可以自行计算,角撑的抗侧能力较对角斜撑低多了),一般在梁格跨度4m尺度下设置。
▲楼板角撑五金件(木角撑)
▲楼板角撑五金件(钢角撑)
『小结』
我国传统木结构历经五千年的发展,遗存下来的建筑类型非常丰富,结构及构造做法也各具特色。但是自80~90年代以来,由于资源的匮乏及其他建筑材料的出现,木结构的研究处于停滞状态,相关标准的技术内容和制订均落后于国际先进水平,现有的木结构图集完全复制了欧美轻型木结构的体系,传统的节点做法并未与最新建筑科技相结合。它山之石可以攻玉,本文介绍的日本框架式五金系统很好的实现了传统技艺的传承,在保留日式建筑风貌的基础上糅合了装配式与减震技术的最新科技,值得国内同仁学习。
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