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如何隐藏木结构节点?

如何隐藏木结构节点?

数字建造的新技术,特别是计算机数字化控制系统Computer Numerical Control (CNC) , 正在改变我们设计与建造木结构的方式。其超高的精度,让人们能够设计出不费螺丝或可见金属件的完美搭接,实现耐用、易于建造且十分有条理的结构。通过与来自Timber的专家交流,我们对建造一个木结构的过程有了更好的理解,并总结了一系列木构设计的关键点。

© Timber Llaverías y Caballerizas Fundo el Galeno / Peñafiel & Valdivieso Arquitectos. Image © Francisco Croxatto Viviani Casa sobre las Rocas / Schwember García-Huidobro Arquitectos. Image © Nicolás Sánchez © Timber + 25

Casa Peumayen / Aguilo + Pedraza. Image © Timber
Casa Peumayen / Aguilo + Pedraza. Image © Timber

1.挑选易于机器加工的木材种类,并明确其断面尺寸

使用机器加工木结构,需要注意所使用木材的种类,并区分其不同的断面尺寸,以预防项目进行到后期的改动。

出人意料的是,由于不满足计算所需的耐久性和强度,或项目所选择的木材无法被机器加工,许多建筑师在设计结构时所采用的断面可能完全无法应用,导致在诸事完成后需要改动整个体系。 如果你缺乏设计此类结构的经验,咨询能够指导设计过程的专家是一个明智的选择。

Secciones típicas para pilares y vigas en madera. Image © Timber
Secciones típicas para pilares y vigas en madera. Image © Timber
© Timber
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2.研究不同种类的木材,了解其特性及随时间变化的情况

作为案例,我们将对比蒙特利松(Monterey Pine)和俄勒冈松(Oregon Pine)在层压木或硬木形式下的性能。

俄勒冈松在对抗潮湿、白蚁、发霉方面性能优异,似乎是室外结构的理想材料。然而作为硬木,俄勒冈松在落地后具有持续变化的倾向,最终可能导致难以修复的损坏和形变。而蒙特利松则更为稳定,使其成为这类用途的更优选择。

如果预算允许,我们推荐选择层压处理的木材,不论是俄勒冈松还是蒙特利松,层压木自安装落地起便始终维持不变。与此同时,不论是什么类型的木材,都可以通过应用各类天然饰面来提供长达15年的额外保护和耐用性。

CFT ARAUCO DUOCUC / GDN Architects. Image © Aryeh Kornfeld
CFT ARAUCO DUOCUC / GDN Architects. Image © Aryeh Kornfeld
CFT ARAUCO DUOCUC / GDN Architects
CFT ARAUCO DUOCUC / GDN Architects

3.考虑项目的地点与木材对吸湿膨胀的容忍度

如果你选择的是在室内使用的木材,其湿度和结构稳定性基本不受所在地的影响。然而若你的项目地处水滨或潮湿的环境,则需要考虑修正木材的误差,例如在尺寸上缩减几毫米来抵消由于吸水所导致的膨胀。

Llaverías y Caballerizas Fundo el Galeno / Peñafiel & Valdivieso Arquitectos. Image © Francisco Croxatto Viviani
Llaverías y Caballerizas Fundo el Galeno / Peñafiel & Valdivieso Arquitectos. Image © Francisco Croxatto Viviani

4.越大尺寸的木材,其防火性能越佳

结构方面,层压木因其只有外层可燃,有效的防火性能甚至优于钢材。

例如,若防火要求为R30(结构性能可维持至少30分钟),结构采用一块42x150毫米的木材,其断面尺寸每增加0.7毫米,防火时间可延长1分钟,断面尺寸是延长防火时间的关键。假如防火性能需要从R30增加到R60,那么木材的厚度应增加2.1厘米。

© Timber
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5.隐藏式节点的作用与美观

与传统金属加工结合,一系列附有螺栓或金属件的隐藏节点与部件,可用于连接木材与木材,或木材与混凝土等其他材料。

© Timber
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CNC数控机床切割能够实现极高的精准性,降低项目的整体成本。一般来说,结构能够轻松的使用Cadwork软件建模,同时兼容Revit和其它CNC数控机床。

© Timber
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一些常用的组合方式包括:

燕尾榫
一端长于另一端的梯形切口

Cola de Milano. Image © Timber
Cola de Milano. Image © Timber
Cola de Milano. Image © Timber
Cola de Milano. Image © Timber

卯榫
通过在其中一个木料精准地挖槽,使得其它木料可以与之紧密的固定在一起

Caja y Espiga. Image © Timber
Caja y Espiga. Image © Timber
Caja y Espiga. Image © Timber
Caja y Espiga. Image © Timber

隐藏式金属连接件
这些金属件将木料与混凝土等其它材料相连接

Conectores Metálicos. Image © Timber
Conectores Metálicos. Image © Timber
Conectores Metálicos. Image © Timber
Conectores Metálicos. Image © Timber

6.通过明确的规范指导设计,降低项目成本

在设计中始终考虑规范是十分重要的。如果当地规范不完整或不清楚,可以查看其它国家更加先进的规范,以确保结构的效能。例如欧洲的Eurocode 5 覆盖了设计与建筑木结构建筑的各个方面,对这类项目来说是一个很好的指南。

当规范留出太多尝试和推测的空间,工程师往往会通过不必要的结构加固来提高其安全性。

© Timber
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点击图片查看本文出现的不同木料和节点,来自Aguilo + Pedraza Arquitectos的Peumayen住宅

Casa Peumayen / Aguilo + Pedraza. Image © Timber
Casa Peumayen / Aguilo + Pedraza. Image © Timber

(内容为西班牙语)

翻译:倪若宁

关于这位作者
引用: Franco, José Tomás. "如何隐藏木结构节点?" [Cómo diseñar y mecanizar una estructura de madera con uniones ocultas] 10 5月 2019. ArchDaily. (Trans. Milly Mo) Accesed . <https://www.archdaily.cn/cn/915802/ru-he-she-ji-jian-zao-ge-yin-cang-jie-dian-de-mu-jie-gou>

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