轻型框架结构施工与建设

Light Frame Structures

轻型框架结构与美国19世纪初的工业化水平密切相关。它的发明实际上把木材建筑从一个复杂的工艺,熟练的工人实践,变成了一个行业…这种简单高效的结构完全适应了当代建筑师的要求……优雅和轻盈是轻型框架结构与生俱来的品质。

The balloon frame is closely connected with the level of industrialization which had been reached in America [in the early 19th century]. Its invention practically converted building in wood from a complicated craft, practiced by skilled labor, into an industry. . . . This simple and efficient construction is thoroughly adapted to the requirements of contemporary architects. . . .Elegance and lightness are innate qualities of the balloon-frame skeleton.

Sigfried Giedion
Space, Time and Architecture: The Growth of a New Tradition, 1967
希格弗莱德·吉迪恩
空间·时间·建筑:一个新传统的成长

轻型框架结构基础

Foundations for Light Frame Structures

大多数小型木结构轻框架建筑都是建立在浅基础上。曾经是用石头或砖建造的,如今,更坚固、更耐用、更容易防水的钢筋混凝土和混凝土砌体是首选材料。对于较大的建筑物(例如多层公寓)或靠近地表的土壤条件有问题的地方,也可以使用较深的地基类型。

对于简单的地下室和爬行空间,通常采用沥青或水泥灰泥防潮的形式来防止水进入,并在地下室墙壁周围和周围的基脚排水沟周围使用排水材料来排水。在地下水条件严重或需要保持地下室内部尽可能干燥的地方,成本更高防水处理可以代替防潮处理。

节能规范要求地基隔热,以减少与周围土壤的热量交换。有些保温材料(如硬质泡沫塑料或矿棉制成的板)不受潮湿和足够密度的影响,可以在回填前放置在基础墙外,或在浇注前放置在水平板下。更多的保温类型可以应用于基础的内部。爬行空间可以通风到外部,也可以作为加热或冷却的建筑内部的一部分。通风时,履带空间上方的地板是隔热的。当爬虫空间被调节(加热或冷却)时,它的墙壁和地板被隔热,其方式类似于地下室。

混凝土地基工程进行中。在前景中,基础墙还没有浇筑在扩展基础之上。在背景中,爬行空间的墙壁是完整的。墙壁上的开口将安装百叶窗,为没有空调的爬行空间提供自然通风。
混凝土地下室施工中。地脚螺栓从基础墙的部分预埋,那里的门或落地窗的开口将位于上面的木框架墙。液体防水和排水垫(均为深色)和聚苯乙烯泡沫保温材料已应用于外墙。

38mm基础梁板(有时也称为低贱板),用防腐木头连接到基础作为基础为木材框架。(13毫米)地脚螺栓,嵌于基础墙顶部,间距不超过6英尺(1829毫米)。另一种选择是,同样间距的专用钢板锚固带可以代替螺栓。因为基础墙的顶部可能会有些不平,窗台在较低的地方用木瓦楔或塑料垫片垫片,为后续的框架提供一个更平坦的基础。一个窗台密封或窗台垫片,由许多可压缩或弹性材料,是插入之间的窗台和地基以减少空气通过这个缝隙的渗透,并限制水分从地基排到木框架内(图5.20)。如受白蚁侵扰的风险较高,可在地基墙与窗台之间插入金属白蚁护盾。这样可以防止白蚁从混凝土的裂缝中不知不觉地爬上木框架。正如本章后面所讨论的,当风和地震的设计力量较大时,可以采取额外的措施来进一步加强框架与地基的连接。

木匠在现场浇筑的混凝土基础上使用经过防腐处理的木槛。在混凝土墙体顶部安装了可压缩玻璃纤维基封,并在锚栓位置钻入了紧贴的安装孔。在每个部分的窗台是螺栓紧固之前,它是在必要的水平与木瓦或塑料垫片之间的混凝土和木材。当地脚螺栓被拧紧时,窗台密封会压缩到可以忽略的厚度。右上角可见一段用螺栓固定的窗台。地下室的窗户被夹在可重复使用的钢模板内,并在浇筑混凝土之前放置在模板内。混凝土浇筑好后,模板被剥离,钢镶块被移除,在每个窗户周围留下一个整齐形成的混凝土框架。左上可以看到墙顶的一个装钢梁的口袋。

楼地面

实木楼板搁栅最常见的间距是16或24英寸。(406或610毫米)。这确保了在间隔4英尺(1220毫米)的情况下,支撑子地板的两端,当8英尺(2440毫米)长的面板铺设时,其端部接缝相邻排列。

安装实木楼板搁栅。在边缘搁栅的表面也可以看到脚趾钉进入窗台和末端钉进入地板搁栅。

搁栅超过12英寸(286毫米),桥接(固体堵塞、交叉支撑或捆扎)必须以不超过8英尺(2.4米)的间隔插入,为提高楼板系统的刚度和减少振动,可以在所有的楼板框架中安装挡块或桥架。 额外的搁栅也可以插入到地板框架的任何地方集中负荷预期从上面,如浴缸或承重墙下面。


用于实木搁栅的金属交叉桥。该钢带是在一个折叠的v形为增加刚度。支撑的一端或两端可以用牙齿咬合,这样就可以直接安装到托梁中,而不需要钉子。
对于更硬、更安静的地板,地板下层可以粘在搁栅上。粘接剂是一种厚的乳胶漆,它是在地板铺设到位之前,从搁栅顶部的密封胶枪中挤出来的。

墙体

墙体通常由38×89或38×140构件组成,较深的38×140用于支撑更大的荷载或为墙体提供更多的保温空间。

高度超过10英尺(3米)的墙壁必须在中等高度插入固体块,以限制墙壁腔体的体积,并减少火灾在墙壁内蔓延的容易程度。墙体面板,最常见的是胶合板或OSB,为外部包覆材料提供了钉钉表面,并在风或地震的侧向力作用下加固墙体。由木材或纸纤维、泡沫塑料、玻璃或矿物纤维制成的其他护墙板类型,主要用作隔热材料

当墙壁被这种非结构面板覆盖时,可以使用let-in对角支撑来提供侧向力阻力。引入支撑19×89毫米木板或轻钢构件组成。

把墙固定在地板平台上。安装的水平块是为了为浴室五金、外部面板或以后可能出现的任何其他物品提供牢固的紧固。

没有面板或支撑的墙对破坏没有有效的抵抗力。由于钉与板之间的钉连接是柔性的,墙体容易变形。剪力墙通常还需要额外的螺柱或更厚的柱在其两端,以防止局部破碎或破坏的力量往往集中。

屋顶

为了结构的稳定性,山墙和斜屋顶上的椽子必须通过钉得很好的天花板搁栅牢固地绑在支撑墙的顶部,从而形成一系列实际上的三角形桁架。

如果设计师希望并将屋顶倾斜的底面作为成品天花板面暴露出来,则必须在屋脊处插入屋梁或承重墙,或者必须使用暴露的水平拉杆系统来代替搁栅。

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