苏格兰木框架住宅的结构和施工

马燕婧

（南通职业大学建筑工程学院 江苏南通 226001）

引言

现代木框架施工在20世纪60年代进入英国，现在得到了广泛应用。英国有一些6～7层的多层木框架建筑，大部分住宅层高在2～3层之间。和其它种类的施工一样，木框架施工必须符合英国的建筑规范和法规。相比其它种类的建筑，木结构有以下优点：施工时间短，成本低，可持续发展，保温性能好，自重低。因为较低的自重，对基础的要求也比砖或混凝土建筑低。对设计师而言，木框架提供了更高的灵活度，在平面规划，材料利用和外墙饰面等方面。对于住户而言，好的保温性能可以减少供暖的花费。干式施工使得装饰工程能尽快开始，不损坏墙体饰面，较少产生裂缝。木结构建筑的改建和延伸也比较容易。

1 木结构住宅的设计

木结构住宅的设计主要参照BS-EN1995和BS 5268。在苏格兰地区大部分的住宅设计应用欧洲规范。Oregon公司一部分楼板的设计仍然使用英国规范，因为欧洲规范的对应部分对苏格兰地区的气候和通常楼板细节不适用。因苏格兰地区地震频率较少，抗震设计基本不考虑。木结构住宅的设计灵活性比较高，可以根据业主的要求提供多种方案。

2 建筑材料

独立木框架制造商Oregon木框架工程公司是当地很多住宅开发公司的供应商，提供木结构住宅的设计，木框架施工，包括外墙，屋顶和楼板。木构件在车间加工成型，组装，然后运输到施工现场。一栋2～3层的住宅施工时间只需一个星期。使用的木材少部分来自苏格兰北部森林，因为本地木材比较疏松，强度相对不高，主要用在楼板和非承重的分隔墙部分。承重的框架使用的木材来自北欧地区，强度更大。所有的承力构件都必须使用标示强度等级的木材。木构件的强度参照BS5268当中相关的规定。木料的产地，重量，将要运送到的项目，完成时间等喷绘在它的表面。所有的木材都经过防虫防腐处理。楼板构件，框架和墙板在车间里组装成型，屋顶因为运输不方便的原因，一般在施工现场组装。大部分构件在工厂预制，能缩短施工时间。

3 木结构住宅施工

英国大部分地区使用的木框架结构是平台框架。楼板，墙板和其它构件在工厂预制好后运输到现场，通过起重机吊运到一个“平台”上。平台由基础和底板构成。墙板用钉子固定在位置上和安装好的楼板形成另一个平台。第二层的墙板被固定在第一层的平台上。这几个步骤重复进行直到达到设计高度。施工的最后一步是安装屋顶，一般是桁架椽。

因为苏格兰高地地区土质较好，较少地震，大部分木结构住宅基础使用砖砌条形基础或混凝土筏板，一些土质较差的地区使用尺寸较小的桩基础。条形基础的部分多在地面以下，上部的一层楼板多在地面以上的高度，对土方工程的要求不高，需要开挖的土方量小。底板的下方有泡沫保温层。整个一层的楼板和墙体都包裹在隔汽膜里，减少水汽进入墙板。隔汽膜的外面有一层四到五皮高的全顺砖墙，压在隔汽膜的底部。

木结构的框架各个构件在工厂切割，组装成型之后，在现场通过起重机械进行起吊和安装。框架墙板传递竖直和水平方向的荷载到基础。构件使用整块木料或者木料和胶合板组成的复合构件。

图1 木梁

外墙和分隔墙是工厂组装好的板块，在现场组装到位。墙体构件的通用高度是2.4m，这也是大部分住宅的层高。墙体内侧的保温层由羊毛，泡沫或其他材料构成，厚度在200～300mm。外墙有砖砌体墙或木墙和砖饰面。墙面饰面（砖或者砌块）除自身自重外不传递荷载。一些比较轻的饰面，如木板饰面则由墙板支撑。墙板由覆盖物加固。

图2 标准墙板，Oregon生产车间

楼板和屋顶的施工与砖结构建筑类似。屋架由木构件在现场组装成桁架。木构件之间以钉子和金属板连接。桁架固定在墙板上。

木结构建筑的施工时间受天气影响比较大。本地降雨较多，雨天砌体墙施工和木框架施工都会受影响。如果外墙使用砖砌体，施工时间比木墙加饰面要长。在天气晴朗的情况下，三层中等面积木结构住宅的施工时间约为一个星期，不包括基础施工的时间。

图3 Robertson Homes公司的住宅屋架

4 附属设施

木结构房屋的管线安排比较简单，可以穿过墙板构件之间的空隙。房屋的供暖利用地热及锅炉。每个住宅都有独立的供暖系统。即使建筑在偏远的乡村地区，也不会给居民带来任何不便。

5 结语

苏格兰的木结构住宅设计和施工已经有了半个世纪的历史，现已发展到比较成熟的阶段，能够很好的适用当地的气候和地质条件，并得到了广泛推广。现在大部分的混凝土建筑都是几十年前的老楼或者一些商业建筑。木结构住宅成本低，施工速度快，保温性好，抗震性能好，施工过程中污染少，符合可持续发展的要求。我国西部地区有丰富的木材和土地资源，现代木结构住宅的推广具有前景。可以借鉴英国在木结构住宅方面的成熟经验。现在大城市人口密集，市中心十分拥挤，高层混凝土建筑越来越多。在城市规划方面建议构成市中心与周边城市的网络，让住宅区远离市中心。木结构住宅在这种情况下有很大的优势。其自重轻，外表美，能提供设计师灵活设计的空间，可以满足业主的很多外观需求，居住环境较好，而且改建很方便。同时木结构住宅可以在农村地区推广。目前农村很多民宅为砖石砌体或者混凝土结构，自重较大且施工复杂，时间长，改建困难。农村地区冬季供暖困难，可以参考英国住宅的供暖系统，每个住宅有独立的地热和锅炉系统。

[1]BS EN 1995-1-1：2004 Eurocode5：Design of timber structures-general common rules and rules for buildings.

[2]BS5268-2：2002：Structural use of timber-code of practice for permissible stress design,materials and workmanship.