「解码3」美制木结构一楼地梁及楼面的设计与安装.doc

解码美制木结构一楼地梁及楼面的设计与安装在介绍一楼地梁及楼面的设计与安装之前，我们需要把美制木结构住宅所用的板材尺寸的表述作一详细的解释与说明，以免大家造成不必要的困惑。在美国、加拿大的建材市场上为住宅结构所提供的都是规格材，统称为 SPF材，这些规格材通常被标识为：24、26、28、210、212或 44、46等不同规格，这里的数字 2、4、6、8、10、12等指的都是英寸。SPF规格材的厚度一般都是3.8厘米或8.9厘米，宽度分别为8.9、14.0、19.1、24.1、29.2（厘米），参见表4.1。我们会发现，在表4.1中英制的“24”规格在对照的国际标准单位数据里并不是按照 “1英寸=2.54厘米”来准确换算的。如果按照准确的换算，“ 2英寸 4英寸 ” 按国际标准单位计应该是“ 5.1厘米10.2厘米”，而不是“3.8厘米8.9厘米”。也就是说，如果把“3.8厘米8.9厘米”换算为英寸，应该是“1.5英寸3.5英寸”，相应的规格应该被标为“ 1.53.5” 而不是“24”。在这里，大家就必须要了解美国、加拿大的建材市场所供应的规格木材的一个习惯用法：所标的24、26、28（英寸）等的板材，实际尺寸是1.53.5、1.55.5、1.57.5（英寸），这是因为北美木材供应商有一个沿用多年的习惯（也是美制木结构住宅的设计师遵循的习惯）：规格木材所标的24、26、28等数据，指的是圆木锯下来毛坯材的尺寸，毛坯材经过炉干、刨光后，都相应缩水了1/2英寸，即0.5英寸。尽管这样，美国、加拿大的木结构住宅的设计、建造体系及建材供应、销售商一直还是沿用了未缩水毛坯的整数来标识木材的规格，于是，就有了：24、26、28、210、212或44、46等不同规格。顺便说一句，这些SPF规格材长度都在8英尺（243.8厘米）及此长度以上，且以8英尺（243.8厘米）为基本长度单位递进，分别为8英尺（243.8 厘米）、16英尺（487.6厘米）、24英尺（731.4厘米）和32英尺（975.2厘米）。SPF规格材的长度单位的表述都是精确的，和国际标准单位存在着一一对应的关系。解释了关于美制木结构住宅体系结构用木材规格的习惯用法以后，我们现在开始介绍一楼地梁及楼面的设计与施工。在第2期里，我们介绍了美制木结构住宅基础的设计及施工。混凝土基础施工及正常的养护工序完成后，就应该开始基础以上部分的安装，首先是一楼地梁的安装。第一步就是在基础上安装一块用特殊药水处理过的防腐、防虫枕木(即防腐木材）。这种防腐、防虫枕木在美国、加拿大的建材市场有成品出售。在这里，顺便介绍一下防腐、防虫枕木的生产工艺，以便对美制木结构住宅防腐、防虫的原理与方法有一个基本的认识。美制木结构住宅基础所用的这种枕木，就是把SPF板材通过机械的针刺方法，把规格板材剌上有规则密集排列的深度为1至2厘米左右的小孔，然后将木材放到可抽真空的容器里，并密封好。然后，将整个容器抽真空，木材的纤维空隙里都处在真空或接近真空状态，此时将具有长效杀虫、防腐功能的药水灌入，负压使药水通过针孔很快渗入木材的纤维空隙里。在这种状态下，经过一段时间浸泡后的SPF材，晾干后呈灰绿色，就成了防腐、防虫的成品枕木。经过这种特殊的处理，枕木在防止腐烂和虫蛀（特别是预防白蚁）等方面有着极好的效果。防腐、防虫枕木是通过预埋螺栓安装在基础上的，在枕木与水泥基础之间要垫一层软泡膜，主要是起防潮和阻热作用，见图4.1。防腐、防虫枕木一般有两种规格，即24规格（3.8厘米8.9厘米）和26规格（3.8厘米14.0厘米）。请大家对照图4.1中的文字解释，找出枕木的位置。在安装防腐、防虫枕木时，一般都是根据地脚螺栓的位置在现场用手电钻在枕木上钻眼。具体钻眼方法是，将枕木按照图纸的要求平放在基础上，然后在有地脚螺栓处的上方，用铁锤用力敲打枕木，螺栓就会在枕木上顶出印子，在有印子的地方钻眼即可，见图4.2。在基础上铺上软质泡膜垫层后，再把防腐、防虫枕木安装在混凝土基础上，将螺帽拧紧，见图4.3。在防腐、防虫枕木安装完毕后，接着就是架一楼地梁（包括围板）了。美制现代木结构住宅的一楼地梁会根据跨度的不同，一般用28规格（3.8厘米19.1厘米）和210规格（3.8厘米24.1厘米）这两种型号的SPF板材。在具体设计与施工时，要根据区域、跨度、承载，选择恰当的板材规格，这些内容在相关的设计手册及产品说明书里均可以查阅到，在这里就不详细介绍了。围板一般选用与地梁相同规格的SPF板材。地梁（中心线）间距一般都采用16英寸（40.6厘米）的间隔，见图4.4。16英寸（40.6厘米）是一个很重要的数据，是美制木结构住宅的设计与施工里最基本的间隔（长度）单元。例如，在做内、外墙的木龙骨框架、架设天花梁及屋顶椽架时，都是采用这个基本的间隔长度单元。相关的具体情况，将会在后面相应的章节里陆续予以介绍。地梁与混凝土基础的连接细节见图 4.1。在美制木结构住宅的建造过程中，要大量使用各种规格的铁钉，美国铁钉的规格是用 “d”为单位来区分的。为了便于大家了解美国铁钉规格标识的含义，请见图 4.5。地梁的铺设连接、固定所用的是7.6厘米（美制10d）长的镀锌铁钉，钉子使用细节见图 4.6。地梁在铺设和安装过程中，要根据图纸不断进行校正。铺设完毕后，一定要做一次总校正，误差要在1.0厘米以内。地梁校正完毕，下一道工序是在地梁上铺设一楼地面所用的结构胶合板。因为美制木结构住宅的结构特点要求，结构胶合板在美国的用量很大，美国对胶合板的分类及管理也相当严格和仔细。根据芯材、皮材、 用胶、边缘、工艺、厚度、用途的不同，有上百个规格和品种。但是，不同规格、型号的胶合板的长度和宽度都是一样的，即长8英尺（243.8厘米）、宽4英尺（121.9厘米），这种长和宽在美国以“48”（这里指的是英尺）来标识。在美国，胶合板的标准的制定、检测、分类和授权等工作是由总部设在华盛顿州西雅图的美国胶合板协会（简称APA，即“American Plywood Association”的缩写）来完成的，美制木结构住宅现在执行的是“美国建筑和工业胶合板产品标准PS1-95”这一标准。一楼地面结构胶合板通常使用23/32英寸（1.8厘米）厚度、室外用、硬性I型胶合板。在美国建材市场上供应的这种胶合板应该在显著的位置盖上美国胶合板协会的标准和分类章，见图4.7。图4.7中所表述的规格是美制木结构住宅最常用的楼面结构胶合板的规格，请大家对照图中的文字注释，进一步了解其中的含义。在地梁上铺设结构胶合板的方法比较简单，就是要用铁钉把胶合板钉在SPF材质的地梁上。钉子的规格用6.4厘米（美制8d）长的铁钉，这种钉子的表面要么涂有防腐树脂，要么镀锌，以免住宅遇到水时导致钉子生锈和腐蚀。具体铺设办法及细节见图4.8和 图4.9。在图4.9中，大家可以看到，胶合板采用二分之一左右错缝的方法来铺设（很像砌墙时的砖缝错缝一样），这样从结构上来讲最牢固。钉子的距离一般都是6英寸（15.2厘米）。因为地梁的中心间距都是16英寸（40.6厘米），所以每一块胶合板的两头接缝都会落在相应的地梁上这是因