课题依托江苏省康复医院等项目,在多高层木构造领域,提出了木-混凝土组合构造体系,开展了建造关键技能系统研究,取得了如下创新性成果:
1)创新了多高层木混凝土组合构造抗侧体系,研发了高性能的木构造连接节点,办理了多高层木混凝土组合构造建筑抗震关键问题;
2)创新了钢板条增强木-混凝土组合楼盖技能,提升了楼盖面内刚度,确保了地震浸染下竖向抗侧构件的协同事情;
3)提出了入口针叶材与国产速生材稠浊组坯胶合木构件的力学和抗火性能提升技能,占领了针叶材滚剪强度低、速生材尺寸稳定性差的技能难题。
成果成功运用于海内首座高层木-混凝土组合构造建筑,实现了很好的社会和经济效益,研究成果创新性突出,运用前景广阔,达到国际领先水平。
江苏省康复医院项目
中建五局华东培植有限公司承建的江苏省康复医院是江苏省首家规模化康复医院,肩负着打造“康健中国”样本的义务,项目在住院楼屋面构架及医技楼7-8层采取胶合木材料,是全国首例在多高层区域运用木-混凝土组合构造的建筑,项目建成将为未来在双碳计策下发展装置式木构造建筑奠定坚实根本。
江苏省康复医院项目效果图
木构造是中国传统建筑文化主要的代表符号,我国在木构造的研究和利用上有着悠久历史,木材的低碳、可降解性和可再生性等特性,也让它成为一种公认的绿色建材。
木-混凝土组合构造施工
难得一见的“木-混凝土组合构造”建筑
看看是如何施工的
在2021年环球十大低碳建筑中就有3座国外建筑采取了与江苏省康复医院相同的CLT板建造而成。所引用的GLT(胶合木)梁柱、NLT板(层板钉合木)、CLT板(正交胶合木)是新型轻型绿色建材代表,出色的强度重量使木构造可以达到与钢构造、混凝土构造相同的强度效果,其自重更轻、空间变换更灵巧,同时加工生产每单位体积的木构造利用的化石燃料能源大幅降落,这意味着木材具有超低碳足迹。
屋顶木构造
海内第一座
多高层采取木-混凝土组合的建筑
构造体系:创新性地采取了木构造与混凝土构造的高下与水平稠浊的组合办法。混凝土构造具有良好的抗侧性能及防火性能,而木构造材质轻,在抗震、环保、节能和施工效率方面具有显著上风,充分发挥了两种材料的性能上风,实现木与混凝土两者特性的领悟。在顶部两层水平稠浊构造体系中,木构造部分仅承受所在区域的竖向荷载,不设置抗侧墙体,构造通透、利于利用。核心区域以及考虑消防哀求的楼梯间区域的混凝土框架则同时承担楼层所有的水平浸染及所在区域的竖向荷载。
构造高下稠浊
构造水平稠浊
为有效地将木构造部分的地震浸染通报至混凝土框架,木构造区域采取正交胶合木组合楼盖,胶合木楼板顶部铺设拉结钢板条,采取自攻螺钉与木楼盖固定,再浇注50mm厚的细石混凝土层,确保地震浸染下构造的协同事情。
绿色智能建造
助力装置式木构造高质量发展
木-混凝土组合构造在多高层建筑中运用,全国基本无先例,新工艺全新领域海内也无施工履历。由于技能的创新性,没有范例的履历可供项目团队参考。
构造BIM模型
项目建造过程采取全过程BIM技能,通过多高层胶合木-混凝土组合装置式技能研究,并对该施工工艺提炼与总结,形成了“基于 BIM 技能的多高层木-混凝土组合装置式体系施工工法”。采取工厂化加工,构件尺寸、质量得以担保,木-混凝土组合构造装置式施工效率得以提高。
现场履行效果图
通过过程施工,总结木-混凝土组合构造预埋件精准安装定位技能,成功办理装置式木构造定位难,偏差大的问题,提升装置式木构造整体智能建造水平。
理论与试验结合
为装置式木构造建造供应理论与实践参考
作为海内自主设计、建造的木-混凝土组合构造建筑,旨为同类木混构造建筑的设计剖析与建造供应理论与实践参考。
项目通过对整体构造的时程剖析,现场正交胶合木(CLT)楼盖的原位测试,研究了设计理论结果与现场试验结果比拟剖析,人致振动下正交胶合木楼盖的振动性子。
现场静载试验照片
试验一:正交胶合木(CLT)楼盖静载试验
通过正交胶合木(CLT)楼盖静载试验,采纳五级堆载法施加荷载,研究剖析其在竖向荷载浸染下挠度变革情形。试验结果创造:正交胶合木楼板挠度逐渐增加,呈线性增长,挠度变形实测值与设计理论值偏差在10%之内。
现场人致振动试验
试验二:正交胶合木(CLT)楼盖动力特性及人致振动试验
为了进一步研究正交胶合木楼盖的振动特性,对其进行动力特性试验,经由对实测时程曲线剖析处理,得到正交胶合木楼盖的一阶自振频率;此外,还进行人致振动下的试验,通过剖析不同工况下的峰值加速度,并与动力特性试验得到的一阶自振频率,终极评估正交胶合木楼板振动适度性问题。试验结果表明:不同运动频率下各测点处的峰值加速度随着运动频率的增大而逐渐增大。
科技创新成果积累
推进“四新技能”全面发展
康复医院在木-混凝土构造体系创新技能加持下,创造了全国第一座多高层采取木-混凝土组合的建筑。项目团队在木构造运用及履行建造过程中,积极进行创新研究总结。
截止目前已得到木-混凝土组合构造运用成果:江苏省工法2项、企业级工法3项、中施企协工法大赛获奖1项,参编标准规范3篇,发明专利受理4项,实用新型专利授权5项、受理2项,核心期刊2篇、学会论文获奖1篇,开拓打算机软著2项,QC质量成果省部级2项,国家级1项,局级1项。
木-混凝土构造创新运用
助力低碳建筑、零碳建筑全面实行
康复医院木构造整体运用面积约为1.8万㎡,量约3000m³,这种全实木材料,被称为“会呼吸的屋子”,室内空气中含有大量的芬多精和被称为空气维他命的负离子。
接管温室气体约1200t,木材中储存的CO₂约3100t,总体潜在碳效益约4300t,约相称于900辆小汽车一年的碳排放量,对付双碳计策的发展有十分主要的现实意义。
项目对木构造的设计与运用研究有利于振兴发展当代木构造建筑,有助于节约资源能源,降落温室气体和污染物排放,促进建筑家当、林业家当转型升级,推动生态文明培植。
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