狗屁先生说房产专栏之木框架结构

2015年09月27日 阿德莱德生活圈



记得以前在这个专栏里说过木框架的问题,最近又被人问起木框架是否牢固。很多国内来得人都有同样的问题,我自己当初来得时候也有同样的问题,即使我在国内做过施工,但来到这里后也对木框架结构有过疑问。


首先要说说历史了,当中国人口密度很低的古代,木框架结构也是被广泛运用的,只不过古代并没有成熟的理论。但是近代中国,亚洲国家人口的密度决定了钢筋混凝土主导了民用建筑史,所以我们对于木框架结构研究不深。而西方国家,3层以下的house一直比较受欢迎,主要是人口密度不高,除了少数大城市外,大多数西方人还是习惯住3层以下的house。那也就是为何木框架结构得理论在这里如此成熟。


木框架结构得理论如何成熟,我们搞结构的是明白的。澳洲有本木框架规范,他们已经远远度过了结构分析的阶段,现在的规范已经变成一本科普读物了,图文并茂,稍微有点知识的都能读懂。而且它通过计算制定了跨度表格,现在设计木框架结构根本不用受力分析,直接查表格就可以了。如果你在砌墙之前,站在完成的木框架结构房子前,假象任何一个水平的风力或者垂直的重力,你能很清晰的找到传力途径一直到地面。这就是我觉得木框架结构神奇的地方。我设计的混凝土或者钢结构,都要借助3维模型或者要想个半天,才能摸清传力途径,而木框架结构在不需要结构工程师直接参与的情况下,传力途径是如此的清晰。可见在木框架结构理论发展的早期是由多少天才工程师的智慧和结晶啊。


钢筋混凝土给人的映像是牢固,也确实牢固。但是中国的别墅都是在用牛刀杀鸡。西方国家是在用普通的刀杀鸡。一个1-2层的房子它的水平力是不大的,垂直力木框架房子更是比钢筋混凝土房子小的多。现在比较先进的钢筋混凝土理论也开始用到了strut and tile model,就是分析力的路径,在力的路径附近加多钢筋。而木框架的道理和steel frame是一样的,就是只在力的路径上放结构构件,只要这个构件足够强壮能够传递计算出来需要传递的力就可以了。而1-2层的房子力本来就小,所以木材也就够了。


国内1层大跨度的厂房大家也看到过吧,为什么那种厂房主要结构都是steel frame的呢?一样道理,用钢筋混凝土不经济。但是为什么不用木框架呢?那是应为那种房子跨度大,力大,所以木材构件不能承受。


我师父说过,这个世界上所有的结构只是和它传力路劲上最弱的那部分一样强,就是木桶原理(一个木桶能承的水只相当于它最低处一样)。国内倒塌也很多了,结构再强,地基出了问题一样倒。所以西方国家才出现了完整的木框架施工和设计理论,而中国古代发达的木框架系统没有形成完善的理论,在近代忙于对付列强的侵略也没有时间去发展木框架系统。等到经济发展了,由于人口集中大城市需要的是高楼,所以钢筋混凝土领先于世界,但是木框架系统仍旧落后。看来木框架系统要在中国发展要等到人人都住别墅远离大都市的时代的来临了。


砖墙受弯矩的强度很小,压力的强度很大。所以砖墙承受重力这样的垂直力好,承受风力,地震这样的水平力不好。楼上说的对,不管垂直力还是水平力,三角形好。原理很简单,力是不会90度转弯的,必须要有小于90度的路径来传力,就是中学里物理里面的分力,只有在斜边上才能产生水平,垂直的分力。

由于版面有限,所以我会在下期的文章中继续为大家介绍。


俞翔 (BLD, MIEAust, CPEng, NPER)
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