现代木结构建筑室内设计之墙体设计研究.docx

现代木结构建筑室内设计之墙体设计研究 孙崇咪 应丽艳 刘洋摘 要：本文通过对现代木结构建筑墙体的构造研究，对现代木结构建筑室内设计墙体设计进行了探讨。关键词：现代木结构建筑;室内设计;墙体设计0 概述木结构是中国传统建筑的主要形式，古代民居就以木结构为主，其技术的精美与技艺的高超曾远远领先于其他文明。随着时代的进步和科技的发展，现代木结构在传统木结构建筑的基础上发展起来，更有绿色环保、保温节能、结构安全、抗震、防火安全、耐久舒适、节约成本等优点。现代木结构的建筑体系是采用梁柱式以及轻型木结构体系，建筑结构采用经加工处理分等的规格材、各类工程木材料及板材，采用各类金属连接件，连接方式经过计算而成。那些在古代建筑中大多被各种形式和手段隐藏的构件以具有功能性的建筑装饰参与其中，大大提升了现代木结构建筑的审美价值。1较为典型的有位于美国怀俄明州的Craig Thomas探索与游客中心，其乡村风味的道格拉斯冷杉木柱创造出周边轮廓，胶合层压横梁和西部红雪松壁板给予该设施当代感的线条。1 现代木结构墙体结构现代木结构建筑墙体承受竖向荷载并将屋盖和楼盖荷载传至房屋基础，墙体抵抗由地震和风引起的侧向力。外墙控制热量、潮气和空气在建筑物内外的流动。内墙分隔室内空间，并容纳机械、电器和管道部件。墙体系统由墙骨柱、顶梁板和底梁板、门窗洞口上的过梁以及覆面板组成，构件的尺寸和间距根据其分配与承担的荷载决定，覆面板的选择与其抵抗侧向荷载的能力及其外面的附着物有关。现代木结构房屋墙体系统的性能与很多因素有关，主要包括楼盖平面内墙体的设计和布局;墙上的开口、构件的大小、树种、等级和间距;覆面板的厚度;沿覆面板各构件的紧固程度等。将墙壁配置由设计图转移至地板。许多建筑商将墙壁放在地板上施工，墙壁可分为承重墙（外墙及内承重墙）及非承重墙（隔墙）。本文以北美加拿大的轻型木结构房屋为例对墙体进行研究。1.1 墙体体系墙体通常由下列构件组成，如图2所示2，3：（1）底梁板，规格材制成，水平置于楼盖上，（宽度）尺寸与其所支承的墙骨柱（厚度尺寸）相同。（2）墙骨柱（40mm90mm或140mm2mm），规格材制成，垂直置于顶梁板和底梁板之间。（3）顶梁板，规格材制成，水平置于墙骨柱顶部并与墙骨柱连接。（4）门窗过梁、规格材或工程木产品制成或为组合梁，连接门窗洞口两边的墙骨柱起横梁作用，并支承门窗洞口上部的短墙骨柱和顶梁板。（5）托柱（比全长墙骨柱短），规格材制成，支承门窗过梁。（6）窗台梁，规格材制成，构成窗洞口的底部边框。（7）短柱（比全长墙骨柱短），规格材制成，支承门窗过梁上方的顶梁板或底梁板上方的窗台梁。（8）覆面板，木基结构板材制成，位于外墙框架外侧。图2所示为楼盖上的外墙和内墙框架。外墙顶梁板为双层，有助于分配来自上部搁栅或桁架的荷载。图中也标出外墙窗洞和内墙门洞（带门窗过梁和托柱）。一面墙的端部设有临时支撑。所有构件必须紧固并固定于楼盖上。图3所示为外墙外侧面覆面板的铺设方法（水平铺设和竖向铺设两种）。覆面板必须紧固在墙体框架的墙骨柱、顶梁板、底梁板和门窗过梁上，包括板边构件和中间支承构件。31.2 剪力墙所有的轻型木结构房屋都需要设置剪力墙。所谓剪力墙就是安装了墙面板的墙段，用以抵抗来自地震和风的侧向荷载。剪力墙可采用木基结构板或石膏板作墙面板。当用木基结构板作面板时，至少墙体一侧使用，当用石膏板作面板时，墙体两侧均应采用。所有剪力墙必须满足钉连接的最低要求。（1）剪力墙的间距和长度。木结构设计标准（GB50005）中给出了在不同地震和风荷载作用条件下建筑物每层所设剪力墙的最大间距和最小长度，表1清楚地给出按构造要求进行设计的使用范围。4如果超出限制条件，则需要进行工程计算。表1中同时给出最大允许层数是三层，在地震烈度和基本风压较大的情况下，最大允许层数为两层。位于基础顶面和底层之间的架空层剪力墙的最小长度应与底层要求相同。表中规定剪力墙的最大间距为7.6m，在地震烈度和基本风压较大的情况下，最大间距为5.3m。此外，规范还规定，采用木基结构板材的剪力墙之间最大间距为10.6m，在地震烈度和基本风压较大的情况下，最大间距为7.6m。这意味着，当剪力墙间距在上述两种地震烈度和基本风压条件下分别超过10.6m或7.6m时，用石膏板作面板的剪力墙只能作为中间墙，而不能作为唯一的剪力墙。也就是说所有外墙（外侧面）均应采用木基结构板材作面板。借此说明了面板用石膏板（墙体两侧均应采用）和面板用木基结构板材（至少墙体一侧采用）的剪力墙的性能差异。面板用木基结构板材的剪力墙其抗侧力更为有效。从表1中也可以看出两者的区别。面板用石膏板的剪力墙的最小长度比面板用木基结构板材的剪力墙的最小长度大得多。一般来说，木基结构板材用于外墙外侧，而石膏板用于内墙。当然，如果根据规范要求有必要或更有利，也可将木基结构板材用于内墙。无论是用木基结构板材还是用石膏板作面板都必须满足最小厚度和紧固要求。同时，规范规定所有外墙均应采用木基结构板材作面板。当建筑物为三层，平面长宽比大于2.51时，至少横墙的面板应采用两面木基结构板。当建筑物为二层，平面长宽比大于2.51时，至少横向外墙的面板应采用两面木基结构板。（2）设置剪力墙的其他限制条件。木结构设计标准（GB50005）还规定了设置剪力墙的其他限制条件，总结归纳如表2。4为满足轻型木结构房屋抗侧力要求，抗震设防烈度为7度（0.10g）时，建筑物的高宽比不大于1.2;抗震设防烈度为7度（0.15g）和8度（0.2g）时，建筑物的高宽比不大于1.0。2 现代木结构建筑室内墙体设计墙体设计是室内设计的一项重要内容，墙体设计理念也影响着整个设计思路和最终效果。我们知道，在室内造型设计中，面的处理具有十分重要的意义。建筑物内部空间的面，根据其所处位置的不同，通常被分为三类：顶界面、底界面与侧界面。而墙面作为其中的侧界面，它的相交、穿插、转折、弯曲等，都可以形成丰富的空间流通与视觉变化。同时，它的开敞与封闭还将形成不同的视觉景观与空间效果。因此，墙体是室内设计中最普遍、最直接的外在范围界定与表象标志。由于现代木结构墙体本身的特点，室内电路设计相对简单，无须在墙体上开槽埋管线，可以直接在墙骨柱之间预埋，既安全又方便。传统意义上的墙体，无论是内墙还是外墙，都是一种规规矩矩、方方正正的形象。而现代的建筑时尚，使得建筑物内不会再有那么多传统意义上用来支撑整个房屋的墙体，取而代之的是各式各样的室内分隔体大行其道。这种分隔体，一方面实践着它作为墙的区分空间的基本功能，另一方面又对传统的墙体形式作了突破。一般建筑的墙体必须按轴线对齐，而现代木结构建筑的墙体可以错位设计。这在一定的程度上打破了常规的空间分隔，可以更加灵活地设计空间，如图4。43 结语室内空间设计的形态和质量与人们的物质需求、精神追求密切相关。墙体设计和制作在室内空间设计中所占的比例最大，墙体的形状、质感、纹样和色彩的设计直接影响室内空间的最终装饰效果。在室内空间设计中，通过墙体设计和改造对室内空间形态的重塑和结构功能的重组，通过墙体设计和改造表达室内空间的内在魅力和艺术感染力。参考文献：1 顾菁.现代木结构建筑中外露构件的审美研究D.苏州大学，2014.2 木结构设计手册编辑委员会.木结构设计手册M.中国建筑出版社，2005.3 加拿大木業协会.中国轻型木结构房屋建筑施工指南Z. 2010.4 GB 50005-2017 木结构设计标准S. -全文完-