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抗震耐久CLT,现代木结构建筑材料新宠

发布日期:2020-11-04 作者: 点击:

抗震耐久CLT,现代木结构建筑材料新宠


正交胶合木(CLT,全称为Cross-laminated Timber),是由相互交错的层板胶合而成,在两个方向均有很好的力学性能,其高强度的承重能力可以用来替代混凝土材料,可用作建筑墙体、楼板等。CLT为现代木结构建筑提供了更多可能,被广泛应用于多层或高层的商业建筑、办公建筑和居住建筑中。


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为何CLT的抗震耐久性能够从众多建筑材料中脱颖而出?重量、刚度、强度、延性等因素起着关键作用。


自重轻


木材本身即是很好的抗震材料。地震中地震施加于建筑的力和建筑物的自重成正比,越重的建筑越容易遭到破坏。CLT因为具有更高的强度重量比,自重一般比其它类型的建筑材料重量轻,是混凝土建筑的平均七分之一。这一天然的优势,让其在地震中能够达到很好的抗震表现。


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刚度和强度


地震产生的侧向力会使建筑物扭曲,使墙体变形(不再方正)。采用CLT正交组坯结构,具有较好的尺寸稳定性和地震时有效的抗变形能力。在可能发生强震的地带,可使用较厚的结构面板,较多或较大的钉子,形成有效的抗侧力体系,以增强墙体的刚度和抗变形能力。基于目前一系列的来自全球各地的研究数据以及半静态的振动台测试,CLT墙板被证明能提供有效的抗侧向荷载,不会发生残余变形。将钢制连接片通过钉或螺栓加固用以连接CLT墙板和楼板能够被证明达到足够的抗震性能。当额外加上抗拉紧固件能够再进一步的提升建筑整体的抗震性能。这里我们不推荐在抗震级别较高的地区使用斜钉连接楼板和墙体。



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延性


砌体和混凝土等建筑材料需要经过严格的设计及细部处理,才能保证较好的抗震性能。与这些材料相比,木结构体系得天独厚,具有较好的延性。延性是指建筑结构可以屈服、变形而不倒塌的能力。在经受地震这种突然荷载时,房屋具有一定的柔性是最为理想的,因为柔性可以允许房屋耗散部分能量。CLT木结构建筑众多的钉节点等连接点的设计使建筑具有十分有效的延性。测试建筑具有良好的延性和耗能能力,主要受益于连接节点。比如,在一项研究中,研究者在日本三木市世界上最大振动台测试了一栋7层CLT建筑,即使在14次连续地震后,建筑仅受到较小的结构损坏。假使实际建筑受到相同的地震作用,震后修复也非常容易。


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CLT不仅具有良好的抗震耐久性,而且在防火、保温、隔音、固碳、生产、建造等方面优势也很突出。CLT解决了传统木结构建筑的层高限制,对环境友好,逐渐成为现代木结构建筑材料的新宠。


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