現(xiàn)代木結(jié)構(gòu)建筑室內(nèi)設(shè)計(jì)之墻體設(shè)計(jì)研究

孫崇咪 應(yīng)麗艷 劉洋

摘 要：本文通過對(duì)現(xiàn)代木結(jié)構(gòu)建筑墻體的構(gòu)造研究，對(duì)現(xiàn)代木結(jié)構(gòu)建筑室內(nèi)設(shè)計(jì)墻體設(shè)計(jì)進(jìn)行了探討。

關(guān)鍵詞：現(xiàn)代木結(jié)構(gòu)建筑;室內(nèi)設(shè)計(jì);墻體設(shè)計(jì)

0 概述

木結(jié)構(gòu)是中國(guó)傳統(tǒng)建筑的主要形式，古代民居就以木結(jié)構(gòu)為主，其技術(shù)的精美與技藝的高超曾遠(yuǎn)遠(yuǎn)領(lǐng)先于其他文明。隨著時(shí)代的進(jìn)步和科技的發(fā)展，現(xiàn)代木結(jié)構(gòu)在傳統(tǒng)木結(jié)構(gòu)建筑的基礎(chǔ)上發(fā)展起來，更有綠色環(huán)保、保溫節(jié)能、結(jié)構(gòu)安全、抗震、防火安全、耐久舒適、節(jié)約成本等優(yōu)點(diǎn)?，F(xiàn)代木結(jié)構(gòu)的建筑體系是采用梁柱式以及輕型木結(jié)構(gòu)體系，建筑結(jié)構(gòu)采用經(jīng)加工處理分等的規(guī)格材、各類工程木材料及板材，采用各類金屬連接件，連接方式經(jīng)過計(jì)算而成。那些在古代建筑中大多被各種形式和手段隱藏的構(gòu)件以具有功能性的建筑裝飾參與其中，大大提升了現(xiàn)代木結(jié)構(gòu)建筑的審美價(jià)值。[1]較為典型的有位于美國(guó)懷俄明州的Craig Thomas探索與游客中心，其鄉(xiāng)村風(fēng)味的道格拉斯冷杉木柱創(chuàng)造出周邊輪廓，膠合層壓橫梁和西部紅雪松壁板給予該設(shè)施當(dāng)代感的線條。

1 現(xiàn)代木結(jié)構(gòu)墻體結(jié)構(gòu)

現(xiàn)代木結(jié)構(gòu)建筑墻體承受豎向荷載并將屋蓋和樓蓋荷載傳至房屋基礎(chǔ)，墻體抵抗由地震和風(fēng)引起的側(cè)向力。外墻控制熱量、潮氣和空氣在建筑物內(nèi)外的流動(dòng)。內(nèi)墻分隔室內(nèi)空間，并容納機(jī)械、電器和管道部件。

墻體系統(tǒng)由墻骨柱、頂梁板和底梁板、門窗洞口上的過梁以及覆面板組成，構(gòu)件的尺寸和間距根據(jù)其分配與承擔(dān)的荷載決定，覆面板的選擇與其抵抗側(cè)向荷載的能力及其外面的附著物有關(guān)?，F(xiàn)代木結(jié)構(gòu)房屋墻體系統(tǒng)的性能與很多因素有關(guān)，主要包括樓蓋平面內(nèi)墻體的設(shè)計(jì)和布局;墻上的開口、構(gòu)件的大小、樹種、等級(jí)和間距;覆面板的厚度;沿覆面板各構(gòu)件的緊固程度等。將墻壁配置由設(shè)計(jì)圖轉(zhuǎn)移至地板。許多建筑商將墻壁放在地板上施工，墻壁可分為承重墻（外墻及內(nèi)承重墻）及非承重墻（隔墻）。本文以北美加拿大的輕型木結(jié)構(gòu)房屋為例對(duì)墻體進(jìn)行研究。

1.1 墻體體系

墻體通常由下列構(gòu)件組成，如圖2所示[2，3]：

（1）底梁板，規(guī)格材制成，水平置于樓蓋上，（寬度）尺寸與其所支承的墻骨柱（厚度尺寸）相同。

（2）墻骨柱（40mm×90mm或140mm±2mm），規(guī)格材制成，垂直置于頂梁板和底梁板之間。

（3）頂梁板，規(guī)格材制成，水平置于墻骨柱頂部并與墻骨柱連接。

（4）門窗過梁、規(guī)格材或工程木產(chǎn)品制成或?yàn)榻M合梁，連接門窗洞口兩邊的墻骨柱起橫梁作用，并支承門窗洞口上部的短墻骨柱和頂梁板。

（5）托柱（比全長(zhǎng)墻骨柱短），規(guī)格材制成，支承門窗過梁。

（6）窗臺(tái)梁，規(guī)格材制成，構(gòu)成窗洞口的底部邊框。

（7）短柱（比全長(zhǎng)墻骨柱短），規(guī)格材制成，支承門窗過梁上方的頂梁板或底梁板上方的窗臺(tái)梁。

（8）覆面板，木基結(jié)構(gòu)板材制成，位于外墻框架外側(cè)。

圖2所示為樓蓋上的外墻和內(nèi)墻框架。外墻頂梁板為雙層，有助于分配來自上部擱柵或桁架的荷載。圖中也標(biāo)出外墻窗洞和內(nèi)墻門洞（帶門窗過梁和托柱）。一面墻的端部設(shè)有臨時(shí)支撐。所有構(gòu)件必須緊固并固定于樓蓋上。

圖3所示為外墻外側(cè)面覆面板的鋪設(shè)方法（水平鋪設(shè)和豎向鋪設(shè)兩種）。覆面板必須緊固在墻體框架的墻骨柱、頂梁板、底梁板和門窗過梁上，包括板邊構(gòu)件和中間支承構(gòu)件。[3]

1.2 剪力墻

所有的輕型木結(jié)構(gòu)房屋都需要設(shè)置剪力墻。所謂剪力墻就是安裝了墻面板的墻段，用以抵抗來自地震和風(fēng)的側(cè)向荷載。剪力墻可采用木基結(jié)構(gòu)板或石膏板作墻面板。當(dāng)用木基結(jié)構(gòu)板作面板時(shí)，至少墻體一側(cè)使用，當(dāng)用石膏板作面板時(shí)，墻體兩側(cè)均應(yīng)采用。所有剪力墻必須滿足釘連接的最低要求。

（1）剪力墻的間距和長(zhǎng)度。木結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)（GB50005）中給出了在不同地震和風(fēng)荷載作用條件下建筑物每層所設(shè)剪力墻的最大間距和最小長(zhǎng)度，表1清楚地給出按構(gòu)造要求進(jìn)行設(shè)計(jì)的使用范圍。[4]如果超出限制條件，則需要進(jìn)行工程計(jì)算。

表1中同時(shí)給出最大允許層數(shù)是三層，在地震烈度和基本風(fēng)壓較大的情況下，最大允許層數(shù)為兩層。位于基礎(chǔ)頂面和底層之間的架空層剪力墻的最小長(zhǎng)度應(yīng)與底層要求相同。表中規(guī)定剪力墻的最大間距為7.6m，在地震烈度和基本風(fēng)壓較大的情況下，最大間距為5.3m。此外，規(guī)范還規(guī)定，采用木基結(jié)構(gòu)板材的剪力墻之間最大間距為10.6m，在地震烈度和基本風(fēng)壓較大的情況下，最大間距為7.6m。

這意味著，當(dāng)剪力墻間距在上述兩種地震烈度和基本風(fēng)壓條件下分別超過10.6m或7.6m時(shí)，用石膏板作面板的剪力墻只能作為中間墻，而不能作為唯一的剪力墻。也就是說所有外墻（外側(cè)面）均應(yīng)采用木基結(jié)構(gòu)板材作面板。借此說明了面板用石膏板（墻體兩側(cè)均應(yīng)采用）和面板用木基結(jié)構(gòu)板材（至少墻體一側(cè)采用）的剪力墻的性能差異。面板用木基結(jié)構(gòu)板材的剪力墻其抗側(cè)力更為有效。從表1中也可以看出兩者的區(qū)別。面板用石膏板的剪力墻的最小長(zhǎng)度比面板用木基結(jié)構(gòu)板材的剪力墻的最小長(zhǎng)度大得多。

一般來說，木基結(jié)構(gòu)板材用于外墻外側(cè)，而石膏板用于內(nèi)墻。當(dāng)然，如果根據(jù)規(guī)范要求有必要或更有利，也可將木基結(jié)構(gòu)板材用于內(nèi)墻。無論是用木基結(jié)構(gòu)板材還是用石膏板作面板都必須滿足最小厚度和緊固要求。同時(shí)，規(guī)范規(guī)定所有外墻均應(yīng)采用木基結(jié)構(gòu)板材作面板。當(dāng)建筑物為三層，平面長(zhǎng)寬比大于2.5∶1時(shí)，至少橫墻的面板應(yīng)采用兩面木基結(jié)構(gòu)板。當(dāng)建筑物為二層，平面長(zhǎng)寬比大于2.5∶1時(shí)，至少橫向外墻的面板應(yīng)采用兩面木基結(jié)構(gòu)板。

（2）設(shè)置剪力墻的其他限制條件。木結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)（GB50005）還規(guī)定了設(shè)置剪力墻的其他限制條件，總結(jié)歸納如表2。[4]

為滿足輕型木結(jié)構(gòu)房屋抗側(cè)力要求，抗震設(shè)防烈度為7度（0.10g）時(shí)，建筑物的高寬比不大于1.2;抗震設(shè)防烈度為7度（0.15g）和8度（0.2g）時(shí)，建筑物的高寬比不大于1.0。

2 現(xiàn)代木結(jié)構(gòu)建筑室內(nèi)墻體設(shè)計(jì)

墻體設(shè)計(jì)是室內(nèi)設(shè)計(jì)的一項(xiàng)重要內(nèi)容，墻體設(shè)計(jì)理念也影響著整個(gè)設(shè)計(jì)思路和最終效果。我們知道，在室內(nèi)造型設(shè)計(jì)中，面的處理具有十分重要的意義。建筑物內(nèi)部空間的面，根據(jù)其所處位置的不同，通常被分為三類：頂界面、底界面與側(cè)界面。而墻面作為其中的側(cè)界面，它的相交、穿插、轉(zhuǎn)折、彎曲等，都可以形成豐富的空間流通與視覺變化。同時(shí)，它的開敞與封閉還將形成不同的視覺景觀與空間效果。因此，墻體是室內(nèi)設(shè)計(jì)中最普遍、最直接的外在范圍界定與表象標(biāo)志。

由于現(xiàn)代木結(jié)構(gòu)墻體本身的特點(diǎn)，室內(nèi)電路設(shè)計(jì)相對(duì)簡(jiǎn)單，無須在墻體上開槽埋管線，可以直接在墻骨柱之間預(yù)埋，既安全又方便。傳統(tǒng)意義上的墻體，無論是內(nèi)墻還是外墻，都是一種規(guī)規(guī)矩矩、方方正正的形象。而現(xiàn)代的建筑時(shí)尚，使得建筑物內(nèi)不會(huì)再有那么多傳統(tǒng)意義上用來支撐整個(gè)房屋的墻體，取而代之的是各式各樣的室內(nèi)分隔體大行其道。這種分隔體，一方面實(shí)踐著它作為墻的區(qū)分空間的基本功能，另一方面又對(duì)傳統(tǒng)的墻體形式作了突破。

一般建筑的墻體必須按軸線對(duì)齊，而現(xiàn)代木結(jié)構(gòu)建筑的墻體可以錯(cuò)位設(shè)計(jì)。這在一定的程度上打破了常規(guī)的空間分隔，可以更加靈活地設(shè)計(jì)空間，如圖4。[4]

3 結(jié)語

室內(nèi)空間設(shè)計(jì)的形態(tài)和質(zhì)量與人們的物質(zhì)需求、精神追求密切相關(guān)。墻體設(shè)計(jì)和制作在室內(nèi)空間設(shè)計(jì)中所占的比例最大，墻體的形狀、質(zhì)感、紋樣和色彩的設(shè)計(jì)直接影響室內(nèi)空間的最終裝飾效果。在室內(nèi)空間設(shè)計(jì)中，通過墻體設(shè)計(jì)和改造對(duì)室內(nèi)空間形態(tài)的重塑和結(jié)構(gòu)功能的重組，通過墻體設(shè)計(jì)和改造表達(dá)室內(nèi)空間的內(nèi)在魅力和藝術(shù)感染力。

參考文獻(xiàn)：

[1] 顧菁.現(xiàn)代木結(jié)構(gòu)建筑中外露構(gòu)件的審美研究[D].蘇州大學(xué)，2014.

[2] 《木結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)手冊(cè)》編輯委員會(huì).木結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)手冊(cè)[M].中國(guó)建筑出版社，2005.

[3] 加拿大木業(yè)協(xié)會(huì).中國(guó)輕型木結(jié)構(gòu)房屋建筑施工指南[Z]. 2010.

[4] GB 50005-2017 木結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)[S].

作者簡(jiǎn)介：孫崇咪（1978—），女，鐘山職業(yè)技術(shù)學(xué)院藝術(shù)設(shè)計(jì)學(xué)院講師。