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文档简介

1、287 #第九章应用于混凝土结构中的木结构普通木结构、胶合木结构和轻型木结构除了单独在建筑工程中应用外,在钢筋混凝土结构和钢结构建筑中也人駅结合采用。目前,采用较多的一种形式是在钢筋混凝土结构和钢结构中应用木骨架组合墙体作为建筑的非承重隔墙。另一种形式是在钢筋混凝土结构和钢结构的屋顶应用轻型木桁架。本章主要内容为介绍木骨架组合墙体以及轻型木桁架在钢筋混凝土结构中的应用。第一节木骨架组合墙体木骨架组合墙体由规格材制作的木骨架和外部覆盖墙面板组成,在木骨架构件与墙面板Z间的空隙内填允保温隔热材料构成非承重隔墙。木骨架组合墙体主要是由木骨架承受自身的竖向荷载和各种水平荷载,通过连接点的连接件将荷载传

2、递到主体结构,主要用作钢筋混凝土结构中非承重填充墙。本章的内容主要是根据国家标准木骨架组合墙体技术规范GBXXXX的规定编写。与第八章轻型木结构的墙体相比,木骨架组合墙体的承载体系、构造耍求、连接要求等许多方而都有所不同,应严格加以区别。木骨架组合墙体的主要特点有:布置灵活机动,在主体结构限定的平而内,可以根据使用的具体需要任意地分隔房间,墙体的布置不受主体结构构件布置的限制;作为填允墙,其自重轻,能减少主体结构承受的荷载,有利主体结构的抗震,以及减少主体结构的工程费用;墙体隔声性能和保温性能好,节约能源;构件制作能采用工业化生产,也能在建筑工程现场制作,施工方法灵活多样。国家标准木骨架组合墙

3、体技术规范GBxxxx规定了木骨架组合墙体适用J:住宅建筑、办公楼和J、戊类工业建筑的非承重墙体的设计、施工、验收和维护管理,并规定木骨架组合墙体可用作6层及6层以卜住宅建筑和办公楼的非承重外墙和房间隔墙,以及房间面积不超过lOOrn2的718层普通住宅和高度为50m以卜的办公楼的房间隔墙。考虑到木骨架组合墙体的燃烧性能只能达到难燃级,所以将其使用范朗限制在普通住宅建筑和火灾荷载与住宅建筑相当的办公楼。另外,J戊类工业建筑主要用來储存、使用和加工难燃烧或非燃烧物质,其火灾危险性相对较低,所以允许使用木骨架组合墙体作为其非承重外墙和房间隔墙。在北欧各国木骨架组合墙体人鼠用J:多层及小高层的民用住

4、宅建筑。在我国,随着人们刈*居住坏境和工作环境的各种要求不断提高,木骨架组合墙体作为一种新型的填允墙,在以后的建筑工程中有着广泛的使用前景。一、墙体的基本结构木骨架组合墙体主要类型根据墙体的功能和用途分为外墙、分户墙和房间隔墙。结构形式应根据设计要求分为单排木骨架墙体和双排木骨架墙体等几种(图9.1.1)o(a)单排木骨架(c)双排木骨架图9.1.1墙体结构形式木骨架组合墙体的分户墙和房间隔墙主耍组成由木骨架、墙面材料、密封材料和连接件组成。当按设计要求需要时,也包括保温材料、隔声材料和防护材料(图9.1.2a)。木骨架组合墙体外墙的构造主要由木骨架、外墙面材料、保温材料、隔虑材料、内墙而材料

5、、外墙面挡风防潮材料、防护材料、密封材料和连接件组成(图9.1.2b)o(a)分户墙和房间隔墙(有或无保温层)1密封胶;2密封条;3木骨架;4连接螺栓;5(O外墙(有外保温层)保温材料;6墙而板;7面板I川定螺钉;8墙而板连接缝及密封材料;9钢筋混凝土主体结构;10隔汽层:11防潮层;12外墙而保护层及装饰层;13外保温层.图3.1.2木骨架组合墙体构成示意图木骨架组合墙体的木骨架应采用符合设计要求的规格材制作。在根据设计要求选定规格材的规格和截面尺寸时,应考虑木骨架组合墙体耍适应工业化制作,以及便墙面板的安装,因此,在同一块墙体中木骨架边框和中部的木骨架应采用截而尺寸相同的规格材。木骨架宜竖

6、立布置(图9.1.3),木骨架立柱间的间距允许采用600nmi或400111111或450nmi三种尺寸。这样布置主要是方便整个墙体的制作和施工。当有特殊要求时,也可采用构件水平布置的木骨架。由丁墙而板采用的是标准尺寸的板材,板的宽度一般是1200mm,因此,木骨架立柱的间距通常采用6001IUI1或400mm两种尺寸。当墙而板采用的板材宽度是900mm时,木骨架立柱的间距通常采用450iimi.这样,墙面板的拼接缝正好能位J:木骨架立柱的截面中心位置处,能较好地固定和安装墙而板。 图9.1.3木骨架组合墙体竖立布代示意图为了保证墙面板的固定和安装,当墙体上需要开门窗洞II时,立柱在墙体中布置

7、应符合以H基本规定(图9.1.4):1按木骨架立柱间的间距so为600mm、400mm或450mm的尺寸等分墙体;2在等分点上布置立柱,木骨架上下边均应设置边框;3墙体上有洞II时,当洞II边缘不在等分点上时,应在洞II边缘布置立柱;当洞II宽度大于1.50m时,洞口两侧均宜设双根立柱。当墙体设计要求必须采用其他尺寸的间距时,应尽鼠减少因尺寸改变对整个墙体的施工和制作带來的不利影响。图9丄4木骨架布代示意图SoSoSo-18二、设计的基本规定木骨架组合墙体仍然采用以概率理论为基础的极限状态设计法。由J:普通房屋设计使用年限一般采用50年,但是,木骨架属易替换的结构构件,同时考虑在我国使用木骨架

8、组合墙体的经验还不足,应加强对木骨架的检查和维修,因此,现行国家标准木骨架组合墙体技术规范GBXXX中未对木骨架的设计使用年限作出明确规定。在设计时,木骨架的设计使用年限可由设计人员与用户协商解决。当木骨架的使用年限超过设计使用年限并进行人修检查时,如果木骨架的工作状态正常,应继续使用。木骨架组合墙体的安全等级采用二级,其所有木构件的安全等级亦采用二级。木骨架组合墙体本身是一个自承重体系,需要承受自身的竖向荷载和各种水平荷载,因此,应满足强度和刚度、墙体的稳定性和抗震性能等要求。同时,木骨架组合墙体不管是拼装后吊装,还是现场拼装,均应与主体结构可靠正确的连接,才能保证墙体正常、安全地工作。木骨

9、架组合墙体用作外墙时,由还要承受风荷载,墙体覆面材料应具有足够强度将风载传递到立柱,在选择墙体覆而材料时,应按产品标准严格要求抗弯强度。木骨架组合墙体设计时,木材的设计指标和构件的变形限值,均按本手册第三章的相关要求采用。木骨架组合墙体及其与结构主体的连接,应进行抗震设计。当抗震设计时,应考虑地震作用效应组合,采用下列极限状态表达式:SER/yKE(9.1.1)式中:Se地震作用效应和其他荷载效应按基本组合的设计值。/RE结构构件承载力抗震调整系数,一般情况卜取1.0。三、材料(一)木材木骨架组合墙体的木骨架宜优先选用针叶树种,因为针叶树种的树干长直,纹理平顺、材质均匀、木节少、扭纹少、能耐腐

10、朽和虫蛀、易干燥、少开裂和变形,具有较好的力学性能,木质较软而易加工。当采用规格材作为墙体的木骨架时,需经过设计确定木骨架构件尺寸,设计时不限制使用规格材的等级。当在施工现场使用板材加工成规格材时,板材的材质等级宜采用II级。由规格材制作的木骨架在墙体中长期被墙体覆而材料所覆盖,完全处封闭的状况,因此,对木骨架组合墙体使用的规格材含水率应与现行国家标准木结构设计规范对规格材含水率的要求相同,不应大J-20%o在我国使用墙体时,考虑到我国的现状,经常会采用未经工厂干燥的板材在现场制作木骨架,为保证质最,对板材的含水率作了更为严格的规定。国家标准木骨架组合墙体技术规范GBXXX规定当现场采用板材制

11、作木骨架时,板材含水率不应大J-18%o鉴木骨架的使用坏境,在使用一些易虫蛀和易腐朽的木材时,如,马尾松、云南松、湿地松、桦木以及新利用树种和速生树种的木材,木骨架应进行防虫、防腐处理。这些易虫蛀和易腐朽的木材,不仅耍经过干燥处理,还需经过药剂处理,不然一U虫蛀、腐朽发生,一般不容易发现,又不容易检查,后果会和当严重。常用的药剂配方及处理方法,可按现行国家标准木结构工程施工质屋验收规范GB50206的规定采用。目前,木材的防虫、防腐处理方法和药剂配方发展很快,各地区的经验也不同,在进行木材的防虫、防腐处理时,可根据当地具体情况采用行之有效的处理方法和药剂配方。(二)连接材料木骨架组合墙体构件间

12、的连接以及墙体与建筑物主体结构的连接,是整个墙体工程中十分重要的组成部分,墙体连接的可靠性决定了墙体是否能满足使用功能的要求,是否能保证墙体的安全使用。因此,要求连接采用的各种材料应有足够的耐久性和可靠性,能保证墙体的连接符合设计要求。由在实际工程中,连接材料的品种和规格很多,对J:木骨架组合墙体所采用的连接件应符合和关的国家标准及符合设计要求。当连接材料为新产品,并且没有相应的标准时,除首先应有出厂合格证书外,还应按相关的国家标准进行性能和强度的检测,达到设计要求后才能在工程中使用。墙体的连接件采用的钢材,宜为Q235钢,其质最应符合现行国家标准碳素结构钢GB/T700的规定。当采用其他牌号

13、的钢材时,尚应符合有关标准的规定和要求。连接件所用钢材的强度设计值应按现行国家标准钢结构设计规范GB50017的规定采用。规范规定用墙体的连接件采用的钢材和强度设计值应按有关国家标准采用,并应符合I、列要求:1普通螺栓应符合现行国家标准六角头螺栓C级GB/T5780和六角头螺栓A和B级GB/T5782的规定;2木螺钉应符合现行国家标准十字槽沉头木螺钉GB/T951和开槽沉头木螺钉GB/T100的规定;3自钻自攻螺钉应符合现行国家标准十字槽盘头自钻自攻螺钉GB/T15856.1和十字槽沉头自钻自攻螺钉GB/T15856.2的规定;4墙体其他连接件应符合卜列现行国家标准的规定:紧固件螺栓和螺钉通孔

14、GB/T5277;紧固件机械性能紧固件机械性能紧固件机械性能紧固件机械性能紧固件机械性能GB/T3098.1lo螺栓、螺钉和螺柱GB/T3098.1:螺母粗牙螺纹GB/T3098.2;螺母细牙螺纹GB/T3098.4:自攻螺钉GBT3098.5;自钻自攻螺钉木骨架组合墙体用外墙时,经常受自然环境不利因素的影响,如口晒、雨淋、风沙、水气等作用的侵蚀。因此耍求连接材料应具备防风雨、防口晒、防锈蚀、防盗和防撞击等功能。对连接材料,除不锈钢及耐候钢外,其他钢材应采用有效的防腐处理,保证连接材料的耐久性。墙体规范耍求连接采用的钢材,除不锈钢及耐候钢外,其他钢材应进行表而热浸镀锌处理、无机富锌涂料处理或采

15、取其他有效的防腐措沌。当采用表而热浸镀锌处理时,锌膜厚度应符合现行国家标准金属覆盖层钢铁制品热镀锌层技术要求GB/T13912的规定。保温材料由岩棉、矿棉和玻璃棉是目前世界上最为普通的建筑保温材料。这些材料具有以卜优点:导热系数小,隔热防火,保温隔热性能优良;材料有较高的孔隙率和较小的表观密度,一般容重不人J:100Kg/m3,有利减轻墙体的自重,减小结构荷载。具有较低的吸湿性,防潮、热工性能稳定;造价低廉,成型和使用方便:无腐蚀性,对人体健康无害。因此,木骨架组合墙体保温材料宜采用岩棉、矿棉或玻璃棉毡。保温隔热材料应采用刚性、半刚性成型材料,不得采用松散保温隔热材料松填墙体。松散保温隔热材料

16、在墙体内部分布不均匀,将直接影响墙体的保温隔热性能和隔声吸卅效果。采用刚性、半刚性成型保温隔热材料,解决了松散材料松填墙体所造成的墙体内部分布不均匀问题,保证了空气间层厚度均匀,能充分发挥不同材料的功能,并且施工方便。当采用岩棉、矿棉用作木骨架组合墙体保温隔热材料时,除应符合表9.1.1的规定外,其他物理性能指标还应符合现行国家标准绝热用岩棉、矿渣棉及其制品GB11835的相关规定。表9.1.1岩、矿棉的物理性能指标产品类别导热系数w/(mk),(平斶帔205C)吸湿率(%)棉W00445%板W0044毡0.049当采用玻璃棉用作木骨架组合墙体保温隔热材料时,除应符合表9.1.2的规定外,其他

17、物理性能指标还应符合现行国家标准绝热用玻璃棉及其制品GB13350的相关规定。表9.1.2玻璃棉的物理性能指标产品类别导热系数w/(mk),(平均汕鬱05C)含水率(%)棉0.0423板0.046毡0.043隔声吸声材料木骨架组合墙体主要隔声吸声材料是岩棉、矿棉、玻璃棉和纸而石膏板等,或采用其他适合的板材。纸而石膏板貝有一定的隔声效果。岩棉、矿棉、玻璃棉材料作为隔声吸声材料是由j:他的构造特征和吸声机理所决定的,同时这种材料还具有以卜基本特性:在宽频带范围内吸声系数较高,吸声性能长时期稳定可靠;轻质、容重小,纤维材料有一定的弹性;防潮性能好,耐腐防蛀,不易发霍,不腐蚀木骨架及墙体材料,对人身体

18、健康不构成危害;有一定的力学强度,施工安装及维护容易;价格便利,经济合理。纸而石育板作为木骨架组合墙体的隔卢材料时,其隔声性能如表913所示。表9.1.3纸面石音板隔声虽指标板材厚度(mm)面密度(kg/m2)隔声量(dB)125Hz250Hz500Hz1000Hz2000Hz4000HzR9.59.51117222827272212.012.01421263130302515.015.01624283332322718.018.017232933343328当采用岩棉.矿棉作为木骨架组合墙体吸声材料时,其吸声性能如表9.1.4所示。表9.1.4岩(矿)棉吸声系数厚度(mm)表观密度(kg/m

19、3)吸声系数100Hz125Hz250Hz500Hz1000Hz2000Hz4000Hz501200.080.110.300.750.910.890.97501500.080.110.330.730.900.800.9675800.210.310.590.870.830.910.97751500.230.310.580.820.810.910.96100800.270.350.640.890.900.960.9810080(毡)0.190.300.700.900.920.970.991001000.330.380.530.770.780.870.951001200.300.380.620.82

20、0.810.910.96当采用玻璃棉用作木骨架组合墙体吸声材料时,其吸卢性能如表9.1.5所示。表9.1.5玻璃棉吸声系数料称材名板材厚度(mm)而密度(kg/m:)吸声系数125Hz250Hz500Hz1000Hz2000Hz4000Hz5200.150.350.850.850.860.867200.220.550.890.810.930.849200.320.800.730.780.8610200.250.600.850.870.870.85超细玻璃棉15200.500.800.850.850.860.805250.150.290.850.830.877250.230.670.800.77

21、0.869250.320.850.700.800.899150.250.850.840.820.919300.280.570.540.700.82玻璃棉毡3040平均0650.8在工程中,选择人耳可听的主耍频率范閘内,常用中心频率从125Hz4000Hz的6个倍频带來反映墙体隔声性能随频率的变化,基本上能反应出纸面石膏板、岩棉、矿棉、玻璃棉毡材料用在声频范围内的隔声、吸声特性。为了保证隔声、吸声材料的质鼠,同时要求石膏板、岩棉、矿棉、玻璃棉毡等应符合国家相关的产品技术标准。为了使设计、施工人员在设计施工中更为方便、简单,鼓励采用新型隔声材料。当采用其他适合作木骨架组合墙体隔声材料的板材时,要求

22、单层板最低平均隔声屋不应小J;22dBo(五)材料的防火性能木骨架组合墙体覆面材料的燃烧性能对整个墙体的燃烧性能有着重要影响。国外比较成熟的此类墙体的覆而材料多数采用纸而石膏板,因此,规范推荐使用纸而石膏板作为木骨架组合墙体覆面材料。该墙体体系的覆面材料也可以使用其他材料,但其燃烧性能必须符合现行国家标准建筑材料燃烧性能分级方法GB8624关级材料的要求,从而保证整个墙体能够达到规范规定的燃烧性能。现行国家标准建筑设计防火规范GBJ16-87对四级耐火等级建筑物的最高层数和防火分区最人允许建筑面积都做了相关规定,并且其构件的耐火极限要求相対较低,所以,允许四级耐火等级建筑物的木骨架组合墙体覆面

23、材料的燃烧性能为Bi级。为了保证整个墙体体系的防火性能,规范规定其填充材料的燃烧性能必须是A级材料,如岩棉、矿棉。(六)墙面材料墙面板是用木骨架上的外部覆盖层,被直接钉固在木骨架上。木骨架组合墙体墙面板采用的材料一般选用纸面石膏板。纸而石膏板具有质鼠轻,并貝有一定的保温隔热性,石膏板的导热系数约为0.2W/mKo石膏制品的主要成分是二水石膏、含21%的结晶水,遇火时,结晶水释放产生水蒸汽,消耗热能,且水蒸气幕不利火漫延,防火效果较好。石膏制品为中性,不含对人体有害的成分,因石膏对水蒸气的呼吸性能,可调节室内湿度,使人感觉舒适,是国家但导发展的绿色建材。而且石育板加工性能好,材料尺寸稳定,装饰美

24、观,可锯、可钉、可粘结,可做各种理想、美观、高贵、豪华的造型;它不受虫害鼠害使用寿命长,是理想的木骨架组合墙体墙面板。纸面石膏板应根据墙体的性能要求分为普通型、耐火型及耐水型三种。当有特殊要求,在墙体设计时,可选用符合防火要求的其他轻质板材。特别是外墙体外侧墙面板可采用的材料有很多,通常采用耐水型石膏板、定向木片板、经防水处理的纤维板、刚性保温材料或锯材覆而板。纸面石膏板常用的规格有以卜儿种:1普通型纸面石膏板厚度分为:9.5mm、12min、15mm、18mm;2耐火型纸面石膏板厚度分为:12mm、15mm、lSinin:3耐水型纸而石膏板厚度为:9.5mm、12mm、15mm;4纸面石膏板

25、长度为:1.8m、2.1m、2.4m、2.7m、3.0m、3.3m、3.6m:5纸面石膏板宽度为:900mm、1200mm;为了使墙面板的拼接缝正好能位J:木骨架构件的截面位置处,以便较好地固定和安装墙面板,减少对石育板的裁减。墙面板通常采用的石膏板平面标准尺寸是1200mmX2400mm.纸面石膏板的主要技术性能指标应以供货商提供的产品出厂合格证所标注的性能指标为依据,应符合现行国家标准纸面石膏板产品质最标准GBT9775-1999的要求,其主要技术性能应符合表9.1.6的规定:表9.1.6纸面石宵板产品质呈标准板材厚度(nun)纵向断裂荷载(N)横向断裂荷载(N)遇火物理性能稳定时间9.5

26、360140$20mm适用丁防火型纸而石音板12500180156502201880027021950320251100370当外墙体外墙面选用耐水型纸面石膏板时,其厚度应人J;9.5nmi,当外墙体设置有外部附加保温层时,可选用0.2mm厚的高密度挡风防潮纸。防潮纸防水但透气的。防潮纸的功能是提供第二层屏障,以阻挡透过护墙板的风或雨水。防潮纸同时也用作空气屏障,除应满足防潮纸的功能外,还必须允许水蒸汽从室内溢出到室外,也就是应具有单向透气的功能。防护材料木骨架组合墙体采用的密封剂和密封条主要用墙体四周与主体建筑物构件的连接缝处,是为了防止空气的流通和水的侵入。密封剂和密封条应采用无味、无毒和

27、无有害物质的环保材料。密封条的厚度应根据连接缝的缝宽来选用相适应的厚度,一般密封条的厚度为4-20nmio密封条应该可靠有效、经久耐用以及容易更换。外墙上的门窗边框安装缝处,通常填允貝有压缩性的填料或采用聚氨酯泡沫对缝隙进行一次性的保温和气密处理。塑料薄膜是外墙隔汽和窗台、门槛、底层地面防渗、防潮应用最多的防护材料,通常选用0.2mm厚的耐用型塑料薄膜。为了保证墙面的完整性,墙面板安装完成后,而板间的连接缝和固定用的钉头应进行平整处理,采用的密封材料及钉头覆盖材料宜选用快干粉密封膏或弹性密封育。(图9.1.5)。图9丄5纸面石诗板连接缝平整处理示意图墙面板Z间连接缝和墙体四周与主体建筑物连接缝

28、需要进行密封时,密封材料可选用能透气的弹性纸带、玻璃棉条和纤维布。弹性纸带的厚度为0.2mm,宽度为50mm。当木骨架需要进行防腐处理时,采用的防腐剂应无毒、无味、无有害成份。四、墙体设计(一)设计的基本要求木骨架组合墙体人鼠用r住宅建筑和办公楼,因此,木骨架组合墙体设计时,应满足许多相应的功能要求。当木骨架组合墙体用作外墙时,应满足卜列功能要求:1)房屋的建筑功能:主要根据建筑设计耍求,确定墙体外层采用墙面板的材料,确定门、窗尺寸和位置,以及外墙面的装饰材料。2)墙体的承载功能;木骨架组合墙体用作外墙时,除了承受自身的竖向荷载外,还要承受风荷载、地震作用,外墙体应具有足够承载能力,以便保证墙

29、体的安全使用。3)防火功能:根据防火要求,墙体应具有相应的耐火等级,防止火灾的蔓延。4)隔声功能:为了使室内达到一个安静的坏境,外墙体应具有规定的隔声能力。5)保温隔热功能:保温隔热功能是木骨架组合墙体最重要的一个功能,保温隔热性能好也是该墙体最突出的特点之一,能满足不同地区保温隔热的要求。并且,保温隔热功能是设计墙体形式和厚度最主要的因素。6)防潮功能:主要防止水蒸汽对木材和墙内填允材料的侵蚀。7)防风功能:除了墙体应有承受风荷载的能力外,采用的墙体外墙面板还应具有足够的强度将风载传递到木骨架。8)防雨功能;主要防止雨水对墙而板的侵蚀,以及防止雨水通过各种缝隙进入墙体内部。9)密封功能;主要

30、防止室内、室外的空气通过连接缝隙相互流通,影响保温隔热的效能。当木骨架组合墙体用分户墙和房间隔墙时,应满足卜列的功能要求:1)房屋的建筑功能;根据建筑设计要求,确定墙体的平面布置。2)墙体的承载功能:主要考虑承受自身的竖向荷载和特殊用途的悬挂荷载。3)防火功能:防止火灾的蔓延。4)隔声功能:防止房间Z间的和互影响和干扰。5)防潮功能:主要防止水蒸汽对木材和石膏板的侵蚀。如厨房、卫生间等部位。6)密封功能。木骨架组合墙体用作外墙时,建筑热工与节能设计应按照现行国家标准民用建筑热工设计规范GB50176.民用建筑节能设计标准(采暖居住建筑部分)JGJ26、夏热冬冷地区居住建筑节能设计标准MGJ13

31、4和夏热冬暖地区居住建筑节能设计标准JGJ75的规定执行。此外,木骨架组合墙体外墙的热工级别根据所在地区和构造要求按表9.1.7和表9.1.8分为5级。表9.1.7墙体热工级别热工级别传热系数W/(nr-k)I,W0.4II,W0.5IILW0.6W1OvtWl2表9.1.8墙体所处地域的热工级别所处地域墙体热工级别严寒地区hIh寒冷地区II.IIL夏热冬冷地区HLM更热冬暧地区MV.木骨架组合墙体隔声设计,应按照现行国家标准民用建筑隔声设计规范GBJ118的规定执行。木骨架组合墙体根据隔声功能要求分为7级,详见表9.1.9。根据功能要求,应符合表9.1.10的规定。表9.1.9木骨架组合墙体

32、的隔声等级隔声级别计权隔声量指标(dB)InM55dBIIn刁50dBIIL.M45dBIVnM40dB刁35dBVL.刁30dBVILM25dB表91.10墙体功能要求的隔声级别功能要求隔声级别特殊要求In特殊要求的会议、办公室隔墙IIn办公室、教室等隔墙IIn,IHn住宅分户墙、旅馆客房与客房隔墙Ilin、In无特殊安静要求的一般房间隔墙Vvl、vnn木骨架组合墙体根据防火功能要求耐火极限不应低表91.11的规定。表9.1.11木骨架组合墙体的耐火极限(h)构件名称建筑分类一级耐火等级或718层一、二级耐火等级的普通住宅二级耐火等级三级耐火等级四级耐火等级非承重外墙不适用1.001.00无

33、要求户与走廊、楼梯间的墙不适用不适用不适用0.50分户墙不适用不适用不适用0.50房间隔墙0.500.500.50无要求注:对丁一级耐火等级的匸业建筑和办公建筑.实房间隔墙的耐火极限不低ro.75h(二)设计的基本步骤木骨架组合墙体的分户墙和房间隔墙设计应按卜列步骤进行:1)根据墙体使用功能的要求,按表9.1.9和表9.1.11的规定要求,选定墙体的隔声级别和耐火等级。2)根据房屋使用功能要求,确定门窗尺寸和位置。3)根据上述二款要求,确定木骨架尺寸和墙体构造,并按木结构设计规范GB50005-2003对构件强度和刚度进行核算,対规格材尺寸进行调整。4)设计墙体和主体结构梁、柱之间的连接方式。

34、5)根据需要,确定有关防潮、密封等构造措酒。6)设计特殊部位结构形式。木骨架组合墙体的外墙设计应按下列步骤进行:1)根据墙体使用功能的要求,按表9.1.7、表9.1.8、表9.1.9和表9.1.11的规定要求,选定外墙的隔声级别、保温隔热级别和耐火等级。2)根据房屋建筑功能要求,确定门、窗尺寸和位置。3)根据上述一-款要求,确定木骨架尺寸和墙体构造,并按建筑结构荷载规范GB50009和木结构设计规范GB50005要求,対构件强度和刚度进行核算,对规格材尺寸进行调整。4)设计墙体和主体结构梁、柱之间的连接方式。5)设计抗风、抗震、防雨、防潮及密封等构造措施。6)设计特殊部位结构形式。(三)木骨架

35、结构设计木骨架是墙体主要的承重构件,在静力荷载及风载作用卜,应遵守前面所述的设计基本要求和设计的基本步骤。构件的强度计算应按本设计手册第四章有关的计算公式进行。木骨架组合墙体的外墙需考虑墙面承受的风荷载时,应按建筑结构荷载规范GB50009规定的围护结构风荷载计算方法进行计算。当木骨架组合墙体需要进行抗震验算时,作为填充墙计算地震作用只需考虑墙体自身的重力荷载代表值。为了简化计算,将垂直墙平面的水平地震作用简化为平面上的均布荷载。垂直于墙平而的均布水平地震作用标准值,可按卜式计算:CIek=卩卫仝JA9.1.2)式中:qEK垂直墙平面的均布水平地震作用标准值(kN/nf);血动力放大系数,可取

36、5.0;如水平地震影响系数最人值,应按表9.1.12采用;$木骨架组合墙体重力荷载标准值(kN);A墙的平面而积(mbo表9.1.12水平地震影响系数最大值抗震设防裂度6度7度8度0.040.08(0.12)0.16(0.24)注:7.8度时括号内数值分别用丁设计基本地丧加速度为0.15g和0.30g的H2i(rc最热月平均温度=25299最冷月平均温段=013C最热月平均温度=1825C辅助指标口平均温度W5X?的天数勿45d口平均温度W5X?的天数=90145d口平均温度W5C的天数=090d口平均温度M29的天数=40UOd口平均温度M25C的天数=100200d口平均温度W5C的天数=

37、090d设计要求必须充分满足冬季保温要求,一般可不考虑夏季防热应满足冬季保温要求,部分地区要兼顾夏季防热必须满足夏季防热要求,适当兼顾冬季保温人必须充分满足夏季防热要求,一般可不考虑冬季保温部分地区应注意冬季保温,一般可不考虑夏季防热外墙体建筑热匸与节能设计组合木骨架外围护结构建筑热工与节能设计,根据所在地区和构造要求按表9.1.7分为5级,填充保温隔热材料厚度,按照现行国家标准民用建筑热工设计规范GB50176-93和建筑节能标准规定的热匸指标计算。组合木骨架外围护结构热工计算一般木骨架组合墙体的热过程如图9.1.12所示。1)组合木骨架外围护结构的总传热阻&按以下公式计算:(9.1.6)式

38、中Ra内表面换热阻(m2-eC/W):Z外表面换热阻(n?C/W);R围护结构热阻(m?C/W);対单一材料层:R=(9.1.7)式中5材料层厚度(m):4材料层计算导热系数,按表9.1.20确定。对丁多层围护结构热阻:密封胶:聚乙烯密封条:木龙骨:4岩棉毡;防水曙Mi右节板:外挂装饰板:7.面板连接螺钉;S.自钻自攻螺钉或嫖栓;内墙面板石膏板:主体建筑物,连接件。图91.12木骨架组合墙体的热工构造(9.1.8)R=/?1+/?2+/?N式中RbR2Rn各材料层热阻(m2-C/W)o0(9.1.9)由两种以上材料组成的、两向非均质围护结构的平均热阻凡(m2-C/W):式中F0与热流方向垂直的

39、传热而积(m2Fl按平行J:热流方向划分的各个传热面积(】):Roi各个传热面上的总热阻(m2-C/W):(P修正系数,按表91.16采用。表91.16多种材料围护结构平均传热阻修正系数(p值几/人或人+人/人(P0.090190.200.390.40-0.690.700.990.860.930.960.98注:1、当剛护结构山两种材料组成时,入曲取较小值,X应取絞大值,然后求得两者的比值。2、当囲护结构山三种材料组成,或有两种厚度不同的空气间层时,0值可按比值人确定。3、当刖护结构中存在圆孔时,应先将圆孔折算成同而积的方孔,然后再按上述规定计算。2)外表面换热系数5及表面换热阻R、v可按卜式

40、计算:(9.1.10)式中甫护结构表面对流换热系数;ar围护结构表而辐射换热系数;其中ap=4oTs3,为围护结构表面辐射系数,见表91.17;o为Stefan-Boltzmann常数(5.67X10-sW/m:K0;I;为围护结构表面坏境热力学温度。丁程中也可采用表91.17來确定外表面换热系数5及换热阻心表91.17外表面换热系数Otw及外表面换热阻外表而状况awW/(m2)Rw(m2-&C)/W与室外空气直接接触的表面23.260.04不与室外空气直接接触的表面:1阁楼楼板上表而8.140.122.不供暧地下室顶棚下表而5.820.173)内表而换热系数an及内表而换热阻R“见表9.1.

41、18表9.L18内表面换热系数兔及内表面换热阻“值表面特性anW/(m2-C)JRt(m2-C)AV墙、地而:表而平整的顶棚.屋盖或楼板以及带肋的顶棚h/s0.38.720.11有井形突出物的顶棚.屋盖或楼板h/s0.37.560.13注:表中h为肋高s为肋间净距。4)总传热系数Kom2-C/W由卜式计算:Ko=(9.1.11)R。5)空气间层热阻值,见表9.1.19o表9.1.19空气间层热阻值m2-k/w位世、热流状况及材料特征冬季状况夏季状况间层厚度mm间层厚度min5102030405060以上5102030405060以上一般空气间层热流向下(水平.倾斜)0.100.140.170.

42、1S0.190.200.200.090.120.150.150.160.160.15热流向上(水平.倾斜)0.100.140.150.160.170.170.170.090.110.130.130.130.130.13垂直空气间层0.100.140.160.170.180.180.180.090.120.140.140.150.150.15单而铝箔空气间层热流向下(水平.倾斜)0.160.280.430.510.570.600.640.150.250.370.440.480.520.54热流向上(水平.倾斜)0.160.260.350.400.420.420.430.140.200.280.2

43、90300300.28垂直空气间层0.160.260.390.440.470.490.500.150.220.310.340.360370.37双而铝箔空气间层热流向下(水平.倾斜)0.180.340.560.710.840.941.010.160300.490.630.730.810.86热流向上(水平.倾斜)0.170.290.450.520.550.560.570.150.250.340.370.380380.35垂直空气间层0.1S0.310.490.590.650.690.710.150.270.390.460.490.500.50围护结构防潮、热桥部位的处理木骨架组合墙体外墙是装配

44、式建筑围护结构,墙体内填充的是保温隔热材料,为防止热桥、间隙、孔洞造成空气和水气渗透,在墙体内部产生凝结.产生受潮现彖和热鼠损失,保证墙体的保温隔热性能和质最,対组合木骨架外墙与地而、楼板、其他墙体连接部位应进行防潮.防止空气和水气渗透的处理。木骨架组介墙体的外墙体保温隔热材料不能满填整个墙骨空间时,在墙体内保温隔热材料与空气间层之间,由j:受温度梯度分布影响,将产生空气和蒸汽渗透迁移现彖,将对保温隔热材料这种比较疏散多孔材料的防潮作用有所影响,又对热绝缘性有较人的影响。空气间层中的空气在保温隔热材料中渗入渗出,直接带走了热最,在渗入渗出的线路上的空气升温降湿和降温升湿,将在某些部位产生保温隔

45、热材料受潮,热绝缘性降低。因此,在保温隔热材料与空气间层Z间设允许蒸汽渗透,不允许空气渗透的隔空气膜层,能防止空气的渗透又可让水蒸汽渗透扩散,从而保证了墙体内保温隔热材料热绝缘性。1)墙体外墙与地面不允许接触根部,必须用防潮密封剂填实,防止墙面板受潮。如图9.1.13所示。2)墙体外墙与其他墙体、楼而连接部位的间隙应采用高效保温隔热、防潮材料填实,防止空气渗透。如图9.1.14所示。3)木骨架组合墙体的外墙板空气间层应布置在建筑I羽护结构的低温侧。地表防潮密封剂.防止毛细水现象和水气、空气迁移:地板结构:防潮.隔声密封剂:11Leot*A图91.13组合木骨架外墙与地而接触很部处理方式 # #

46、 1-2.外墙而装饰板条:防潮、隔声密封剂:石音板连接固定卡:石音板;墙体斜钉同定;)外墙拐角的间隙处理方式图9.1.14防潮、隔声密封剂:2-3.高效保温隔热材料;(b)外墙与其他连接部位的间隙处理方式外墙与建筑四周的间隙处理方式4)木骨架组合墙体外墙的外饰面层宜设防水、透气的覆而膜,主要原因是:(1)因外饰而层材料主要为纸棉石育板,设覆面膜防止外墙表面受雨、雪等侵蚀受潮,影响材料技术性能。(2)由冬季组合木骨架外墙在室内温度人室外气温时,墙体内水蒸汽将从室内水蒸汽分压高的高温侧向室外水蒸汽分压低的低温侧迁移,在组合木骨架外墙外饰而层设透气的覆而膜允许渗透,使墙体内水蒸汽在保温隔热材料层不产

47、生积累,防止结露;从而保证了墙体内保温隔热材料热绝缘性。5)由木骨架组合墙体外墙体内填充的是保温隔热材料,为了防止蒸气渗透在墙体保温隔热材料内部产生凝结,使保温材料或墙体受潮,因此,高温侧应设隔汽层。6)穿越墙体的设备管道,固定墙体的金属连接件应采用高效保温隔热材料填实空隙,以防止热桥热屋损失,产生表面凝结现彖。木骨架组合墙体的外【韦1护结构常用材料热物理性能见表91.20、表91.21。表9.1.20木骨架组合墙体外围护结构常用材料热物理性能表序号材料名称干密度A(kg/m3)计算参数导热系数入W/(m2C)裕热系数S(周期24小时)W/(m2-C)比热容CkJ/(kg)蒸汽渗透系数Ug/(

48、mhPa)1保温材料矿棉.岩棉板SO以下0.0500.591.22802000.0450.751.220.00048S11矿棉、岩棉毡700.0500.581.341.1702000.0450.771.340.00048S松散矿棉、岩棉材料700.0500.460.84701200.0450.510.840.00048S1.2玻璃棉板、毡400.0370.521.06松散玻璃棉材料25500.0400.430.767建筑板材胶合板6000.174.572.510.00002252.1软木板3000.0931.951.890.0000255*1500.0581.091.890.0000285*纤

49、维板10000.348.132.510.000122.2石膏板10500.335.281.050.000079*纸而石音板11000.314.731.160.00004273木材橡木、枫树(热流方向垂直木纹)7000.174.902.510.0000562橡木、枫树(热流方向顺木纹)7000.356.932.510.00033.1松.林木、云杉)(热流方向垂直木纹5000.143.852.510.0000345松.林木、云杉)(热流方向顺木纹)5000.295.552.510.00016S注:1、在疋常使用条件下材料的热物理性能计算参数可按表中直接采用。2、当有表9420所列惜况时,材料的导热

50、系数计算值应按下式修正:XC=X-a式中X材料的导热系数,按本表中数值采用:a修正系数,按表9420采用。3、当有表9420所列惜况时,材料的裕热系数计算值应按下式修正:SC=S-a式中S材料的裕热系数,按木表中数值采用a修正系数,按表9420采用。4、表中比热容C的单位为法定单位。但在实际计算中比热容C的单位应取Wh(kgC)。因此表中数值应乘以换算系数02778O5、表中带号者为测定值.试验温度为20C左右,未扣除两侧边界层蒸汽渗透阴的影响。表9.1.21导热系数入及蓄热系数S的修正系数a值序号材料、构造、施工、地区及使用情况a1填充在组合木骨架帼护结构中的保温材料(矿棉.岩棉.玻璃棉板等

51、,因压缩及吸湿1.209填充在组合木骨架国护结构中的保温材料(泡沫塑料.多孔聚合物等,【月压缩及吸湿1.103在相对湿度超过70%的地区的墙体及屋而构件中建筑板材、木材1.15(六)隔虑设计木骨架组合墙体是轻质建筑围护结构,这些墙体的面密度较小,按照建筑闱护结构隔声质駅定律,其隔卢性能较差,难以满足隔声的要求。为了保证建筑的物理环境质最,隔声设计也就显得重要,因此,在墙体设计时必须考虑建筑的隔声设计。墙体隔声设计,应按本小节的规定执行,未规定的应按现行国家标准民用建筑隔声设计规范GBJ118-88的相关规定执行。衡最建筑围护结构隔声性能有二个指标:一是隔绝空气声,二是隔绝撞击声。因为轻质建筑围

52、护结构抗撞击声能力较差,难以达到民用建筑隔声设计规范GBJ118-88的规定的抗撞击声指标,所以木骨架组合墙体只考虑墙体的空气声隔声量标准。为了在设计过程中比较方便、简单的选择组合木骨架墙体的隔声性能,根据木骨架组合墙体不同构造形式的隔卢性能,将木骨架组合墙体隔声性能分为7级(见表9.1.9)。从25dB55dB每5dB为一个级差,基本能满足我国民用建筑不同围护结构隔声的要求。表9.1.22为几种墙体隔声性能和构造措施参考表,设计时按照现行国家标准民用建筑隔声设计规范GBJ118的规定,根据建筑的不同功能要求,选择围护结构的不同隔声级别。表9.1.22几种墙体隔声性能和构造措施隔声级别计权隔声

53、量指标(dB)构造措施k$55dBM140双面双层板(填充保温材料140mm)双排M65墙骨柱(毎側墙骨柱之间填充保温材料65mm),两排墙骨柱间距25mm,双而双层板Hr.M50dBM115双而双层板(填充保温材料115mm)IIL.245dBM115双面单层板(填充保温材料115mm)IVnM40dB(90双面双层板(填充保温材料90mm)Vr.$35dBH65双而单层板(填充保温材料65mm)H45双而双层板(填充保温材料45mm)VLM30dBH45双而单层板(填充保温材料45mm)M45双面双层板VILM25dBM45双面单层扳注:表中M表示木骨架立柱高度(mm)o因为木骨架组合墙体

54、为装配式建筑围护结构,设备管道穿越墙体或布置有设备管道、安装电源盒、通风换气等设备开孔,使墙体出现施工所产生的间隙、孔洞,当设备、管道运行所产生的隔噪,将直接影响墙体的隔声性能,为了保证建筑的声环境质駅,使墙体的隔声指标真正到达国家设计标准的要求,必须対管道穿越空隙以及墙与墙连接部位的接缝间隙进行建筑隔声处理,対设备管道应设有相应的防振隔噪声措施。(七)防火设计木骨架组合墙体可用作6层及6层以卜住宅建筑和办公楼的非承重外墙和房间隔墙,以及房间面积不超过100m的718层普通住宅和高度为50m以I、的办公楼的房间隔墙。为了防止火灾的发生及其蔓延,墙体进行防火设计是十分必要的。墙体的防火设计主要是

55、根据规定采用的构造措施來实现,为了满足不同的耐火极限,可采用不同的构造措施。木骨架组合墙体主要采用纸面石育板的防火功能对木骨架构件进行保护,从而达到防止火灾发生及其蔓延。纸面石育板各种不同板厚、不同层数、不同的防火性能组成的木骨架组合墙体具体的燃烧性能和耐火极限,可参照本手册第十章的有关内容选用。木骨架组合墙体覆面材料的燃烧性能应符合表9.1.23的规定。表9.1.23木骨架组合墙体覆面材料的燃烧性能构件名称建筑分类一级耐火等级或718层一、二级耐火等级的普通住宅二级耐火等级三级耐火等级四级耐火等级外墙拔面材料纸而石膏板和A级耐火材料纸面石肯板和A级耐火材料纸面石膏板和A级耐火材料可燃材料房间

56、隔墙覆而材料纸面石膏板和A级耐火材料纸面石育板和A级耐火材料纸而石膏板或难燃材料可燃材料墙体中管道穿过隔墙时,应采用不燃烧材料将其周围的缝隙填塞密实,以防止火灾发生时对墙体内部的危害。锚固件Z间、锚固件与覆面材料边缘Z间的距离应达到和关标准的要求。锚固件应具有足够的长度,保证墙而材料在规定受热时间内不至丁脱落。(八)墙面设计木骨架组合墙体墙面板的设计,应根据墙体所在房间的各种不同功能的要求來确定,比如,根据隔声要求、保温隔热要求、防潮要求、防火要求和特殊用途的悬挂荷载,确定木骨架的覆盖层是采用纸面石膏板或是其他的轻质板材。在墙而板的设计中,分户隔墙和分室隔断墙一般墙体的两面采用单层普通型纸面石

57、育板,当隔声(吸声)量要求40dB时,墙体的两面应采用双层普通型纸面石膏板。当墙体所在房间为厨房、卫生间、地I、室,以及墙体为外墙体的外墙面时,要求墙面板应具有防潮、耐水、挡风的功能,墙面板应采用耐水型纸面石膏板。当墙体耐火等级按防火要求较高时,墙面板应采用耐火型纸而石膏板。并且,耐火型纸而石膏板的厚度应根据不同的耐火极限,选择不同的尺寸。木骨架组合墙体墙面板的布置应符合I、列规定:当墙体两面采用单层墙面板时,两侧墙面板接缝的位置应错开一个木骨架间距(图9.1.15):当墙体两面采用双层墙面板时,外层墙面板接缝的位置应与内层墙面板接缝的位置错开一个木骨架间距,而且两侧内层的墙而也应错开一个木骨

58、架间距(图9.1.16)o图9.1.15单层墙而板的布进图9.1.16双层墙而板的布理纸面石膏板的连接木骨架组合墙体的墙面板为纸面石膏板时,纸面石育板与墙体木骨架Z间应采用螺钉或屋面钉连接,钉直径不得小丁25mm,钉距应符合下列要求(图9丄17、图9.1.18):1)纸面石膏板边缘钉距:在内墙上不得人丁200mm,在外墙上不得人J:150mm;2)纸面石膏板中间钉距:在内墙上不得大J-300inm;在外墙上不得人200mm;3)当墙体采用双层石育板时,用固定内层石膏板的钉距应为600nmi:4)钉距离纸面石膏板边缘:对切割边不得小丁15mm,対于包纸边不得小J:10mm;5)钉钉入木骨架的深度

59、不得小于20mnu(a)单层石膏板及双层石膏板外层的钉间距图9.1.17纸而石忖板的连接示总图图9丄18纸面石膏板边缘的钉距离示意图(九)防护设计木骨架组合墙体的外墙由多种不同产品和起着不同作用的建筑材料共同组成的。在木骨架组合墙体建筑技术中,外墙表面最重要的技术功能是防雨和其他保护作用。外墙表面可以由任何材料组成,如:砖块、木制腋板、玻璃、钢材和其他轻质板材等,这些外墙材料往往作为外墙面板的附加层。当采用有明显接缝的材料作为墙体外墙表面时,为了使墙而板不被外部进來的水损坏,一般在外表层后面留有一定的间隙,即气缝。如呆气缝可以通风,外表层雨水的烘干过程就会更快。防风设计最主要的任务就是阻止降低

60、绝热功能的空气运动。防风设施的作用是一部分依靠墙面材料的密封特性,另一部分依靠密封材料是如何进行连接的。防风设施应适用J:各种气候条件,温度和湿度也应该与气候保持一致。密封层是用來防止空气从墙内透出墙外或从墙外透入墙内的。防止建筑物透风是非常重要的,一方面是为了保暖,另一方面是为了防止潮气的浸入而造成墙体内部材料的损坏。最普遍的密封方法是设计一个水气屏障作为密封层,一般情况卜选用0.2mmjy的塑料薄膜。尤为重要的是塑料薄膜应完好无损地安装,并且应被连接在不同的建筑部分上,如:墙与地板Z间,墙与天花板之间,墙与窗之间,墙与门之间等等。为了使墙面板的连接缝完全密封,应采用快干粉密封膏或弹性密封育

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