木结构混合建筑应用手册

1、上海办事处地址：浦东新区红枫路425号梦加园邮编： 201206电话： 021-5030-1126传真： 021-3872-6796北京办事处木结构混合建筑地址：北京市朝外大街乙12号昆泰国际大厦1507室 邮编： 100020电话： 10-59251255传真： 10-59251258-集镇建设新方案木结构混合建筑的优势木结构混合建筑简介常见的混合建筑是指底层为混凝土结构，二楼至四楼为木结构建筑。这种结构使得两种建筑用途共存于一栋建筑之中，通常下面一层可以作为商店，餐馆和其它商用设施，上面几层则可用作为住宅。多层混合木结构是一种轻型、经济实用的建筑技术，把混凝土结构和木结构的优点很好地结合起

2、来。这种建筑结构形式在北美非常常见，通常被用在沿街商铺的建设中，在上海也有此类混合结构项目。混凝土结构在强度，门窗敞开度以及防火性能方面比较突出，木结构则在抗 震、保温、施工速度和隔音方面效果最好，把木结构和混凝土结构结合在混合建筑当中，可以最大限度得发挥两种结构的各自优势，既可以满足强度、防 火、抗震、保温、隔音性能的要求，又由于木结构在对地基的负荷大大减低， 可以降低基础的成本。木结构得房率高的特点使得住户可以得到更加宽敞的住房，享受实实在在的实惠。集两种结构优点的木结构混合建筑可以形象的理解为敞开洞口大：混凝土结构作为混合结构的下部建筑能够提供更好的敞开空间，大面积的洞口更适合用于商铺或

3、者其他商业用途。防火性能：混凝土结构防火性能出色，更能达到公共场所建筑的防火规范要求。轻质抗震：混合结构上部的木结构部分结构自重轻，木材的重量仅为混凝土重量的1/4到1/5，相同体量的建筑物，结构自重越小受到的地震作用也越小，所以居住在上层木结构的居民在地震中会更安全。另外，木结构建筑本身墙体和连接点都能有效分散地震力，也是其抗震性能好的原因之一。节能保温：木材本身难导热的特性决定了它就是天然的隔热材料。而木结构建筑结构体系的中空墙体设计内能填充保温材料，进一步提升了建筑围护结构的整体保温隔热性能。根据清华大学2006年发布的一份题为“中国木结构建筑和其他结构建筑能耗和环境影响比较”的研究报告

4、指出，轻型木结构建筑在全年空调耗电量比轻钢和混凝土结构建筑节约15%以上。其在全寿命周期的能耗和环境影响上也更优于轻型钢结构和混凝土结构建筑。得房率高：经对比表明：在达到相同保温性能的条件下，轻型木结构建筑要比混凝土结构在出房率上多出5%7%，按面积在250平方米左右的建筑计算，木结构要比混凝土结构多13-17m的使用面积。施工速度快：轻型木结构没有湿作业，四季皆可施工，其许多构建可以在工厂预制并运送到工地现场安装，大大加快了施工进度。一般来讲，轻型木结构建筑的施工速度比砖混结构快2倍以上。易于内部装修：木结构建筑墙体内可以方便的布线排管，改动也非常方便，木结构墙体也可以方便的作为隔墙，为居家

5、的房型设计提供灵活的设计。适宜居住：木材无毒、无害，与人有天然的亲和力。木材是长久以来人们最喜欢的装修材料，接触木材这种材质，就会让人们有一种亲近自然的感觉，对于人类身体的健康很有好处。木结构建筑震后案例考察木结构的抗震性能四大特性决定现代轻型木结构建筑为何抗震：汶川地震案例在今年的汶川地震中，位于震区的轻型木结构再一次经住了里氏8级的大震考验。都江堰青城山前山的中国青城项目中有部分别墅的结构采用了轻型木结构，在灾后的实地调查中发现，建筑面积约200平方米的轻型木结构房屋底层裂缝最多出现了6处，二层的裂缝最多出现了2出，多为门窗洞口等角部的细小裂缝以及厨房卫生转角和镜子周围的裂缝，经过专家的仔

6、细分析，部分裂缝是墙体石膏板覆面在地震中发生错动而引起的表面装修层的开裂，并不影响结构的安全性以及正常的使用。和轻型木结构别墅相邻的混凝土框架和砌体填充墙结构在地震中严重破坏，掉落的砌块和出现的明显裂缝严重影响了建筑物的使用和安全。左图所示都江堰青城项目中的轻型木结构别墅在大地震发生后并未发现结构性损坏。内墙也只发现很少几处出现裂横。在砖混结构墙体上出现的X型裂缝并未在木骨架墙体上发现。1典型的木结构房屋具有无数的小连接点，而非少数的几个关键的连接点，从而为地震力提供了附加的转力路径。地震发生时，一旦某连接点超载，其超载部分可由相邻的连接点分担。2木材具有较高的强度重量比，因而木结构一般比其它

7、类型的结构重量轻。重量轻在地震是一大优势。3木框架体系采用钉接节点，因而使结构体系有很好的柔性，因此能够在地震中吸收和耗散能量。4经工程设计建造的木框架建筑，其结构用面板（胶合板或定向刨花板）与墙骨柱组成有效的抗侧向力的建筑组件。如左图所示， 轻型木结构建筑具有柔性结构特性，在地震力的作用下，能够允许一定程度的变形，其多节点设计能够将地震力传递到整体结构，不会造成某个节点超载而影响建筑整体安全性通过大量的实际震害调查结果以及这次汶川地震的震害比较，轻型木结构的房屋较相同体量的钢筋混凝土或砌体结构具有更好的抗震性能，没有明显和致命的破坏；另外，木结构墙体不会像砌体填充墙那样破坏并大面积的砸落引起

8、伤害事故；根据中国抗震设计规范，轻型木结构的设计相对北美的设计更加保守偏安全，因为不考虑石膏板对抗侧力构件的贡献，但北美的研究结果表明，石膏板在作为墙体覆面板时，是可以提高墙体抗侧能力的，这无疑是提高了轻型木结构的安全储备。如上图所示，建筑物地震力的作用下为了保持惯性，屋顶和墙体围护结构会向相反方向运动造成房屋结构破坏日本阪神大地震案例1995年阪神大地震中，轻型木结构表现出了良好的抗震性能，其在住宅市场占有率迅速提高，日本政府加大推广力度在80年代末开始引进轻型木结构，目前日本每年新建建筑中40%采用北美轻型木结构体系。日本阪神大地震造成6000人丧生，神户大部分住宅及公共设施遭到毁灭性的破

9、坏。左图显示了在地震过后，神户一处轻型木结构和传统日本木结构的对比。传统木结构由于采用梁柱式支撑结构，地震中结构受力点集中在很少几处连接点上，房屋不堪重负发生坍塌。而后方的轻型木结构则没有发生结构性破坏，震后还可以继续使用。木骨架墙体与混凝土的连接墙体斜向支撑防火石膏板结构OSB定向刨花板木骨架墙体中的斜向支撑，防火石膏板以及结构OSB定向刨花板等构建能够在地震中提供抗侧向剪 力，防止墙体出现破坏。即便墙体发生坍塌时，其轻质的龙骨也会尽可能小的对居住者造成伤亡木结构建筑震后案例考察北美木结构地震案例木结构建筑抗震实验2006年，上海同济大学对一幢三层木结构混凝土混合结构建筑进行了模拟地震振动台

10、实验。被研究的房屋为底部一层混凝土框架结构，上部两层轻型木结构， 对称布置。实验研究上下刚度比不同对上部轻木结构抗震性能的影响。试验结果表明，这种典型的混合结构建筑在8级地震的烈度下能够很好的保证结构的完整性和安全性。什么是建筑物振动台试验？以北美范围内的几次大震中轻型木结构的实际表现来看，轻型木结构的抗震性能是稳定和经得起考验 的。轻型木结构大量的用于北美地区的住宅建筑，所占比例在95%以上， 1964年阿拉斯加地震，1971年加州圣佛南多地震，1987年纽西兰艾几坎比地震，1988年魁北克萨坤内地震，1989年加州娄玛布理塔地震以及1994年加州北岭地震，20世纪以来的历次大震中，轻型木结

11、构的抗震性能得到了充分的体现和证明。加拿大国家林产工业研究所结合每一次的震后调查结果，总结了轻型木结构的抗震表现，在上述六次地震中，因为轻型木结构的破坏而造成的人员伤亡数量几乎为零，最多的一次是在北岭地震中，死亡人数为20人，其中，16人死于一幢公寓大楼的倒塌，4人死于山体滑坡引起的房屋倒塌。下表列出了六次地震中总的死亡人数以及由于木结构坍塌造成的死亡人数。通过数据我们发现，在轻型木结构中，死亡人数为零。木结构良好的抗震安全性由此可证。7月14日，在日本神户三木市日本和美国的科学家进行了一次迄今为止世界上规模最大的7层木结构建筑振动台实验。此次试验模拟的人造地震强度相当于里氏7.5 级，持续震

12、动了约40秒钟。测试结果表明中等高度的木结构建筑物对强烈的地震有较高的耐受力。该次测试是一个名为“NEESwood”项目的一部分，该项目由美日两国科学家主持，主要研究中等高度的木结构建筑对地震活动的反应。项目有美国国家基金会提供资金，美国日本多所大学联合出资出力。进行试验的木结构建筑内，共有23套住房，是科学家花费数月建成的， 也是为地震试验建造过的最大的建筑物。而完成本次测试的工作台，也是世界上最大的震动试验工作台。美国科罗拉多州立大学和一家美国的建筑公司参加了这次试验。研究人员希望，这些试验能够为在地震多发的日本神户以及美国洛杉矶地区建造防震住房获得更多资料。中国中央电视台新闻频道和东方电

13、视台新闻频道也对实验进行了报道。目前，在很多国家和地区，轻型木结构都得到了很多的应用和大力的推广，例如地震多发的美国加州地区、新西兰、中国台湾地区、土耳其以及日本。很多国家或地区都在大震中看到了轻型木结构的优势， 所以积极的推广并鼓励人们采用轻型木结构建造房屋，提高建筑的抗震能力。例如1999年台湾集集地震达到里氏7.6级，造成2200人死亡，100，000人无家可归，当局立刻引进轻型木结构房屋并大力支持， 且根据北美和日本的相关规范和建设经验制定了适合台湾地区的建筑设计规范，使轻型木结构迅速得以推广和发展。地震地震参数死亡人数（个）受影响的轻型木结构数量（幢）里氏PGA（g）最大地面加速度

14、3总数轻型木结构破坏造成美国圣佛南多6.70.6634100000新西兰艾几坎比6.30.32007000加拿大魁北克萨坤内5.70.150010000美国加州娄玛布理塔7.10.566050000美国加州北岭6.71.060160日本阪神6.80.8630008000通过人工模拟地震动，采用人工拟合的地震波， 以及在历次实录大震地震波对建筑物或结构进行抗震性能测试，以了解结构在地震动作用下的各种响应。为抗震设计及抗震科研提供有力的大量实验数据支持及振动分析。四川构混合项目A户型1层平面图A户型2层平面图这套混合房型的设计充分参考了四川当地的生活习惯，结合了房屋设计先进理念，有效合理的利用了构

15、混合结构的特点。房屋分为A，B两套户型：A户型为底下一层60平米的商铺，包括厕所、厨房以及一个储物空间；第二层构由客厅、书房、卧室、餐厅以及一个水房组成，适合主人居住；最上层构被分隔成三间小卧室和一个厕所，比较适合出租或招待客人住宿。B户型底下一层商铺和A户型相似，面积约在60平米，二层构由客厅、书房、卧室、餐厅，吧台，储物间以及一个水房组成。B户型1层平面图B户型2层平面图B户型剖面图A户型剖面图木结构混合建筑房型示意图木结构混合建筑案例木结构混合建筑案例上海莘庄工业园坐落着一栋木结构混合结构项目，该建筑由两层混凝土结构上加第三层木结构和木屋盖系统组成，木结构层采用现代加拿大轻型木结构建造技术。该项目展示了轻型木结构的优势，以及如何将其运用于