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现代木结构建筑

发布时间:2023-12-23 04:08人气:

原标题:现代木结构建筑

现代木结构建筑——建筑工程专业在高职院校的转型及发展方向

木材是一种丰富、稳定、天然无污染的可再生材料,由于其良好的力学性能,被广泛地应用于工程实践之中。据史书记载,公元一千年以前,古埃及和希腊的梁柱结构中就出现了木材。然而,由于地域和生态的限制,许多国家木材资源相对断缺,木材并没有成为主流建筑材料。在我国古代,木材资源相对丰富,木结构技术在中国数千年的文明中得以被广泛应用和发展,并且形成了独特风格的建筑体系。在众多的传统建筑中,木结构建筑是最具代表性的建筑之一,最早可追溯至汉代,用于皇宫及寺庙。这些建筑使用大量木材进行支撑和构造,并通过复杂的结构和组装技术来实现建筑的坚固和美观。事实上,中国古代建筑可以看作是一部“木头的史诗”,勤劳勇敢的劳动人民将木头的价值予以充分的发挥,给木头注入了灵魂,使其充满了生命力开运app下载(kaiyun)。于是,中国古代木结构建筑展现出的是“礼——理——情”的融合统一,是典章与艺术、理性与情感、伦理与心理的统一体。因此,木结构建筑既是工程实践的发展产物,也是中国传统文化的载体。

随着人口的逐渐增多,森林砍伐越发严重,生态问题日益严峻,加上混凝土技术工艺的引进与发展,自上个世纪五十年代起,钢筋混凝土建筑在我国迅速崛起,凭借着其优越的耐久性、整体性、安全性等特点,逐步淘汰了大量的传统建筑,木结构建筑的发展也因此出现了停滞。在相当长的一段时间里,钢筋混凝土建筑占比的多与少在一定程度上代表着这座城市城市化进程的快与慢。然而,万物都有其两面性,钢筋混凝土同样如此。

作为在当今世界运用最广的一种建筑材料,钢筋混凝土既是时代的象征,也是人类建筑史上的伟大杰作。只是,人们对于生活品质的要求不断提高,国家对于生态环保日趋重视,钢筋混凝土在生产施工期间对于城市环境的影响、施工过后产生的建筑垃圾该如何处理等问题也开始引起了人们的注意与反思。城市需要进步与发展,但是不能以牺牲环境为代价。于是,作为一种绿色、节能、减排、可持续的建筑材料,木材在“消失”了几十年以后再度步入了人们的视线。

我国传统木结构工艺精妙,以木材为主要建筑材料,以榫卯为木构件主要连接方法,以模数为设计和加工生产的尺度标准,以“八大作”为主要施工内容。柱、梁、枋、斗拱等大木构件,形成了建筑的框架结构。这类建筑往往就地取材,工期较短,木材的韧性还能在一定程度上提高建筑物的抗震能力。然而,由于木材容易受虫蛀、易腐蚀、易燃、自身材料性质不稳定等缺陷,导致其使用寿命较短,无法大规模投入现代建筑生产当中。随着技术的进步与发展,现代木结构在传统木结构建筑的基础上,更具“保温节能,结构安全,抗震,防火,耐久舒适,节约成本”等优点开运app下载网址。因此,相比于传统木结构建筑而言,现代木结构建筑具有无可比拟的优势。

一直以来,木结构建筑最令人诟病的点在于房屋层数较低,适合低密度建筑。而我国人多地少,难以大规模推广木结构。然而,现代木结构的诞生正逐步解决这个问题。“轻型木结构”属于现代木结构的一种类型,是指用规格材、木基结构板材或石膏板制作的木构架墙体、楼板和屋盖系统构成的单层或多层建筑结构。目前,由于地质条件、生产技术、城市规划等原因,轻型木结构建筑在我国常用于单户或2至3层的多户式民用住宅、商业建筑、公共建筑或部分工业建筑。根据防火规范,轻型木结构应设置防火分区和选择满足耐火极限要求的构件。

轻型木结构建筑的基础通常采用混凝土基础,一层楼板为木材或混凝土,以一层楼板为平台建造一层墙体,然后以此类推。轻型木结构建筑的保温材料填充在屋盖和墙体空间,保温效果良好,屋面和墙面铺设防水材料以满足防水、防潮要求。轻型木结构建筑室内墙板采用石膏板以满足防火要求,外墙外侧面可选用涂料、挂板、贴砖等多种外饰面材料。轻型木结构采用小尺寸规格材和钉连接,多条荷载传递通路使其具有较高的结构安全冗余度,在地震和强风作用下结构安全性能高。综上所述,轻型木结构建筑是一种尝试将混凝土与木材进行有机结合起来的一种新型现代木结构建筑。

现代木结构是绿色低碳和建筑工业化的重要途径,国家相关部门在推广装配式建筑相关文件中指出,因地制宜发展装配式混凝土结构、钢结构和现代木结构等装配式建筑,力争用10年左右的时间,使装配式建筑占新建建筑面积的比例达到30%。为响应国家政策,2017年5月24日,湖南省人民政府在相关文件中指出,到2020年,全省市州中心城市装配式建筑占新建建筑比例达到30%以上,其中:长沙市、株洲市、湘潭市三市中心城区达到50%以上。在国家大力发展装配式建筑背景的环境下,木材作为三大装配式材料之一,在高职院校推广现代木结构建筑具备时代性和实践性。

目前,我国的制造业处于转型升级的重要阶段,建筑工程也面临着各个维度的革新。高职院校作为专业实践型人才的培养基地,同样需要调整人才培养的方向和模式。在过去近二十年里,建筑工程专业在众多的高职院校都被列为常设专业之一,部分院校甚至花重金引入先进的实训设备、高学历技能型人才来提升自身实力。与此同时,学生的认知实训、顶岗实习和就业以前往钢筋混凝土的施工现场为主,因此,与学校的合作企业也更偏向于传统的施工建筑公司。

近年来,由于市场的调整和改变,建筑工程不再是热门专业,而实训场地的面积要求较大、实训设备价格昂贵、实验仪器维护费用偏高等一系列原因更是制约了建筑工程专业在高职院校的发展。高职院校的在校教师每年寒暑假都有下企业锻炼的任务,然而,由于学习时间有限,传统施工模式周期长,受天气制约较大,湖南冬季寒冷且潮湿、夏季雨水多,导致许多在现场的老师往往一个学习周期内才接触一到两个施工流程,等到下一次下企业锻炼,可能工地项目已经结束,或者正在施工的阶段与去年相重复,极大程度降低了学习效率。

现代木结构占用的实训空间较少,材料的加工统一在工厂进行,加工完成后统一由工厂进行木材的养护和保管,直至有实训任务时才运输至实训基地。当下,国内天然林全面禁伐,结构用材70%以上依靠进口,并且各地已陆续出台关于装配式建筑的财政补贴方案,从政策上鼓励和保护现代木结构建筑的推广和发展,木材具体进口渠道如下表所示:

现代木结构的种类远不止“轻型木结构”这一种,其发展任重道远。与本科院校相比,高职院校对于学生的教育和培养方式更偏向于政策引导与支持下的市场需要。当然,现代木结构也无法完全替代钢筋混凝土结构,高职院校建筑工程专业在保留传统钢筋混凝土教学方向不变的前提下,可以将现代木结构引入教学体系,从专业选修课的设定开始,逐步发展。同时,加强与相关企业合作,建立校内外实训基地,以达到适应新时代背景下建筑工程专业的转型和发展。

作者:

贺洁为,男,中级工程师,邵阳职业技术学院,建筑工程技术教研室主任

李小川,男,邵阳职业技术学院,建筑工程学院副院长

肖艳群,女,副教授,邵阳职业技术学院,生物工程学院党总支书记

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