前言
现代轻骨架建筑的雏形——气球骨架是在19世纪发明的,经过多次改进,直到1850年左右才最终定型。
一、气球骨架建筑
在气球骨架建筑中,外墙柱连续穿过第一和第二层。第一层托梁和外墙柱都支撑在锚固到基础上的底槛上(图1)。第二层托梁支撑在已经放进外墙中的柱子的侧边。
图1
在覆盖砖和砌块外壳的二层建筑里,气球骨架减少了骨架和砌快外壳的沉降变化。当外墙是实心砌块时,内隔墙的气球骨架也减少了内隔墙的门和橱柜开口的扭曲。气球骨架需要比较长的柱子,并且难以符合当前的竖立习惯和挡火系统,因而这个系统现在已经很少使用。
二、平台骨架建筑
现代平台骨架建筑是在气球骨架建筑基础上发展起来的。
在平台骨架建筑中,在第一层托梁上覆盖上楼层粗地板后,在外墙和内隔墙上方就形成了一个平台,这种类型的结构一般都是用在住宅建筑上(图1-1)。
平台建筑容易矗立。它在每个楼层面提供了一个工作平面,并且便于适应各种预制方法。在平台系统中,通常的习惯是在楼层上组装墙骨架,然后再倾斜整体单元就位。
图1-1
150年前,大量新移民从欧洲来到新大陆(美国和加拿大),由于缺少建筑师、结构师、熟练的建筑工人,以及欧洲传统的建筑材料等诸多原因,而发明了非常容易设计、容易建造,容易从新大陆(美国和加拿大)获得便宜的建筑材料的2×4轻木建筑结构体系。
尽管SigfriedGiedion & Carl Condit两人声称早在1833年就在芝加哥发明了2×4轻木建筑结构体系。但事实上2×4轻木建筑结构体系的雏形——气球骨架是经历了多次改进,直到1850年左右才最终定型。
2×4轻木建筑结构体系最大优势是以“数量来解决质量”问题,即用无数的钉子(每150mm,200mm,300mm一颗钉子)和密集的龙骨(每305mm,406mm,610mm一根龙骨),以及表面蒙皮(夹板、OSB板或石膏板),形成稳固的建筑结构。不需要严格的结构设计,更谈不上现在中国建筑结构设计人员最头痛的轻骨架(2×4轻木,冷轧轻钢)结构计算。对于建筑工人的手艺要求也几乎为零。另外,还可以充分利用新大陆(美国和加拿大)丰富的木材资源,就地取材就可以建造房屋。
轻骨架(2×4轻木,冷轧轻钢)建筑系统则是完全不同于以往已经有过的任何建筑体系,它是无数的钉子(或自攻螺钉)把石膏板、OSB板、胶合板、水泥纤维板、硅酸钙板等结构板材或偏钢带等建筑构件紧固到由很多貌似轻微的“梁柱”(Stud& Joist严格意义上不能称之为“梁柱”)组成的框架两侧,形成能抵抗地震和飓风(剪力)破坏的拉牢墙索(蒙皮墙)。
最有趣的特性之一就是弄不清楚它是如何承受荷载的。其力学模型特征是君(梁和柱)臣(墙和楼板)不分。你可以说它是一面在轻木(或轻钢)墙柱(Stud严格意义上不能称之为“柱”)上钉上构造板的墙,也可以说它是一个钉上了结构板的轻木(或轻钢)墙柱。这并非是在玩文字游戏,而是确有两种不同的概念。轻骨架(2×4轻木,冷轧轻钢)可以用二种方法来解释,而这二种方法看起来在结构上还都是正确的。由于轻骨架(2×4轻木,冷轧轻钢)在分析静力学普及之前就已经开发出来,迄今为止也没有任何一个力学模型能用来描述它,因而它也不能像传统的“梁柱”式建筑中的梁、拱腹、悬挑、悬臂,以及骨架那样,可以用简化的工程计算公式进行计算。近年来,随着轻骨架(2×4轻木,冷轧轻钢)建筑体系的兴起,有人将这种现象定义为“蒙皮”效应,人们仍然继续在探索着用数学方法来求解“蒙皮”效应,但目前还没有可靠的计算方法。
但可以肯定的说,“蒙皮”之后的结构强度一定大于没有“蒙皮”之前的结构强度。所以按照没有“蒙皮”状况进行设计计算是保守和可靠的。
三、《轻钢(木)骨架住宅结构设计》
我在《轻钢(木)骨架住宅结构设计》一书中详细介绍了轻骨架构件和建筑的设计计算方法。
正文
案例一:美国青年情侣建房全纪录
资料来源:朱明朱明之关于建筑
本文转自美国一个博客主页,这个主页时间跨度为2014-2015年,记录了博主和丈夫建房的过程,非常温馨。
由于本身博客就是一个开放的展示,因此转载到这里让大家了解一下美国的建房过程也应该不属于侵权,而且我已经给博主留言说了这事,她也没有反对。
博主自我介绍
是个助产士,生活在密歇根
I am a Labor and Delivery nurse in Grand Rapids, MI and spend halfmy nights helping say “Happy Birthday!” to new babies! On my days off I enjoythe great outdoors, reading a good book, and interior decorating for the housemy hubby and I are building.
博主每隔一段时间会在房子前面固定的位置拍一张照片,因此,图片展示分为三条线,一条是外观,一条是内装,一条是主体结构
第一条线外观部分
记录了大约一年的时间,房屋从无到有的整个过程
刚买地
开春开工
土方开挖,铝合金模板进场,基础施工
地下室浇筑完成
车库等平板基础浇筑完成
一层龙骨
二层龙骨
封顶
第二条线路,主体结构部分
地下室墙体侧面的铁片是和上部结构之间的拉结装置
主体完工有一个类似于封顶仪式的活动,父母及亲友把祝福写到龙骨上。
外围护材料为PVC披叠板,屋面采用沥青瓦
第三条线内装部分
逛商场,买买买。
买完是这个样子的
以下为完成状态……
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