现代胶合木介绍与应用
商业建筑设计
许多人将胶合木与其他引人注目的应用联系在一起,如拱形的天花板和暴露的梁与天花板组成的大型开放空间。在教堂,学校,餐馆,旅馆和其他商业建筑,胶合木往往因为自身的美以及其长期被公认的强度而被指定选用。胶合木经典的天然木材外观,拥有永恒的魅力。
从更实际的角度来看,胶合木对于许多习俗和商业应用是一个不错的选择,因为它是一个多功能的产品,可以被加工提供以下功能和附加服务:
- 弯曲—弯曲胶合梁和拱可以生产任何所需半径以满足特定项目要求;
- 自定义宽度,深度和长度,以满足任何设计要求;
- 可生产各种外观分类,包括框架、工业建筑和溢价(特殊订单);
- 可选择各种各样的物种,包括花旗松,南方松,阿拉斯加雪松,奥福港的雪松,云杉;
- 防腐—经处理的胶合木可定制大小和梁的尺寸,但根据构件尺寸可能需要特殊订货;
- 可从一些制造商定制加工服务。
更长的跨度开放设计可能性
胶合木的高强度,允许跨度比锯材的更长。这开辟了商业和住宅建设的设计可能性。在商业设计中,定制的胶合木梁可以跨越超过100英尺。在网状胶合木框架的穹顶结构,胶合木拱的跨度超过500英尺。
胶合木桁架也采取了许多形状,包括简支桁架,复杂的剪配结构,以及大跨度上弦杆弯曲的弓弦桁架。当设计为空间框架时,胶合木桁架系统可以为大型的体育馆,礼堂,教堂和其他需要大型开放空间的应用创造大跨度。
预制大屋顶,开放空间
大型商业建筑,如仓库、大型零售设施,胶合木梁是预制木屋顶系统的一个组成部分。
在一个典型的预制系统中,预制框架单元采用距离中心间距8英尺的胶合木檩条或桁架构造。构件之间,腰筋中心跨度间距为16英寸或24英寸。木结构板,连接到加强筋和檩条和整个装配上,8 x 72英尺或更高,和叉车的屋顶标高一致。这大大加快了安装过程,最大限度地减少施工成本。
在一些预制屋顶设计中,悬臂胶合梁系统允许大跨度屋顶用最小的柱间距排列,从而提供更开放的柱网间距。此功能,结合额外的屋顶高度,最大限度地提高了空间效率和存储的多功能性。
挠度设计
在长期的跨度应用中,挠度往往是一个设计控制因素。虽然任何木材弯曲构件可以被设计的最大限度地减少挠度,但胶合木是唯一的可以轻易的弧向减少在职挠度美学效果的实木产品。外倾角是制造构件的曲率,其方向和大小与重力荷载作用下的计算挠度相反。
胶合木行业建议屋面梁的弧度为计算恒载挠度的1/ 2倍。这通常足以保证在多年的负载期内,梁不会像一些非弧形的木制品出现凹陷。为达到水平剖面,建议地板梁弯曲度是计算恒载挠度1.0.倍。 胶合梁的外倾角指定的“英寸曲面”或曲率半径,是在制造过程中使用的。虽然外倾角可指定,但商业应用常用的曲率半径为1600和2000英尺。
因为大多数住宅的应用要求很少或无外倾角的原料梁往往是理想的选择。原料胶合梁通常提供一个相对平坦的3500英尺或零曲面的曲率半径。如果需要更大的外倾角,可通过制造商定制。
商业案例分析
特色项目:孤独幸存者休假地
在德克萨斯州的水晶海滩的孤独幸存者基金会建立的新休假地,是为了纪念战斗受伤的退伍军人并为其服务的。这个休假地是一个不寻常的结构,包括士兵的一个双层房子和一个会议中心,构成了一个多层建筑物。这对设计团队提出了新的挑战,其中一个建筑物是一个五角大厦的形状,整个ADA-compliant复杂结构是通过高架木板路连接的。
该项目的特殊要求是使用APA成员安东尼森林产品公司的经处理的胶合木梁。比标准材更强大和更灵活的胶合木,是理想的非传统的平面框架的钝角。同时,胶合木的大跨度创造了更开放的平面并且在建筑下层提供了开放的停车空间。
“胶合梁和整个建筑物搭在一起真的很好”阿兰和富兰克林工程的PE,钱德拉富兰克林沃马克说。“结构和那些跨度处不用胶合木的话,建筑物将无法工作。没有办法使用大空间或大跨度进行打桩的。”
特色项目:杰克逊洞飞机场
这个屡获殊荣的机场是一个美丽,却不张扬的结构,补充了其山地环境的优美。“庆祝现代山地建筑结构,”建筑师马瑟说。“木头能够如此完美是因为其温暖性。”优质的暴露胶合木桁架来源于APA成员QB公司,花旗松系列、企口灰木天花板,机场的改造保护了环境。
除了美和可靠性,可持续性是机场改造的另一个目标。机场的改造中将旧胶合梁沿着以前的结构改造成内置的咖啡桌。机场使用FSC认证的木材,低甲醛释放油漆和地毯以及节水马桶和水池,洞飞机场在美国是唯一一个获得LEED银级认证的机场。
特色项目:弗雷利教学楼,爱达荷州爱达荷大学
爱达荷州大学新建的Tom & Teita Reveley教学楼是一个灵活的空间,展示了该地区美丽的多样性的天然木材。建筑师从Patano + Hafermann使用几个常识性的绿色设计原则,结合本地出产的木材产品,创建一个多功能空间,尊重自然资源学院的愿景:最大限度地保护爱达荷州的森林资源。
自然资源学院发展部总监Steven Hacker说,“我们希望建筑不仅是乡土植物再生的教室、森林苗圃、林业教育,也是一种真实的课堂让游客了解来自爱达荷州的木材以及木材作为一个可持续的和可再生的材料的应用。”由此具有几个不同的作用: the Franklin H. Pitkin Nursery作为一种课堂教学,研究中心,销售办公室和特殊功能的活动空间。
来自爱达荷州的木质产品在整个结构中都很明显。内容包括:木制结构基础,暴露胶合梁,天花板的层压木,以及手工制作的木门、木窗,和来自大学实验林的落叶松、花旗松构成的木地板。
特色项目:胶合木桁架桥横跨遥远的河
砂矿河人行天桥,建成于2013年7月,是北美最长的净跨胶合木桁架桥。280英尺长的驼峰桥位于阿拉斯加的斯宾塞冰川哨站的中心国家森林,五个站计划沿着阿拉斯加国家森林公园的一个新的铁路沿线。这座桥由西方木结构设计,该桥为防腐处理的花旗松胶合木桁架构造,阿拉斯加黄杉装饰和钢接头连接。
砂矿河步行桥面临独特的设计挑战。从外观上讲,美国森林服务希望桥的外观能让人想起20世纪初铁路阵营。同时,边远地区桥梁的设计不仅要承受极端天气,也要放置的足够高,避免碰撞附近斯宾塞冰川的冰山和浮冰。坐落在25英尺的水域砂矿河大桥的设计满足所有外观,耐久性,以及强度要求,并且使用了具有成本效益的材料。“人们喜欢它的样子,它的设定符合原本设计的样式。”USFS的结构工程师Rod Dell’Andrea说。“这确实是一个惊人的设计。”