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井干式胶合木墙体构件的生产及安装

2020-11-28金银慧朱建伟闫培英

绿色科技 2020年10期
关键词:干式木材螺栓

金银慧,朱建伟,付 宁,闫培英

(内蒙古大兴安岭林业科学技术研究所,内蒙古 呼伦贝尔 022150)

1 引言

井干式木结构建筑的形态比较特殊,由于其具有质朴、自然的建筑风格,在各种建筑结构中的使用不断增加。通过对胶合木材进行特殊处理,可以有效解决传统井干式木结构在传统建筑使用过程中,木材消耗量过大的现象,在各种特色建筑中的应用不断增加。井干式墙体是建筑结构的重要组成部分,通过对这种结构形式的应用,可以进一步提升建筑的稳定性和热物理性能。通过现代机械生产手段的应用,可以直接在工厂中预制出来胶合木墙体结构,然后将其打包送到生产现场,整个生产作业的机械化程度比较高。墙体中使用的各种构件都属于圆形、D形、矩形等截面形状,并通过榫卯的形式进行连接,转角处的木材采用的是咬合结构形式,形成“井”字结构。

2 构件生产

(1)原材处理。在井干建筑实际使用的过程中,经常使用的木材包括加拿大SPF规格材、樟子松、花旗松等。为了避免这些木材在运输的过程中出现磨损和碰撞,保证木材不出现变形和表面划伤的现象,应认真做好木材表面的刨平处理,让其表面尽量显得平整和光洁。

(2)认真做好板材的指接。在木材实际使用的过程中,应该先将其霉变与腐蚀的部位去除,然后按照实际长度对木材进行接长处理。在木材选择过程中,应该尽量选择使用平直、尺寸大小合适、没有裂纹的木料。对于那些弯曲的木料,需要在成型铣加工成为直木段之后,才可以加工处理。为了提升木材的生产效率,在连接方式的选择上,应该选择指接头的方式,接头的加工误差应该在允许的范围之内。在木材端头的处理过程中,可以采用橡胶辊式涂胶机或者特殊形状的喷嘴,对木材端头进行涂胶处理,在涂胶完成之后,就需要对木材按照指定位置进行摆放,让其指榫接头连接在一起,工件按照长度方向进行接长处理,直到达到需求长度为止[1]。

(3)层压胶合。首先使用琳胶机对木材表面进行涂胶处理,并根据工艺设计要求对木材进行拼长处理,然后放置在拼方机上,进行热压处理,这样可以拼接成方材,满足构件厚度和强度方面的要求。为了保证胶合木得粘结性能,需要提前将原材料表面上的刮出毛面,进一步增加胶水的渗透性能。

(4)认真做好开槽和喷漆处理。对于完成胶合的拼方木材,其四面应该刨加工出来上下侧面和凹槽。通过对构件截面的加工处理,让其满足墙体施工的进一步要求。为了保证墙体的美观和耐用程度,对于加工完成的拼方木材,应该使用水溶性的清漆进行喷漆处理。

(5)开榫钻工。木材加工的步骤,对木材结构的使用性能有着非常直接的影响。在开榫钻孔加工的过程中,需要使用专业性的开榫机对完成喷漆的拼方木材进行榫槽处理,满足相邻墙体构件相互咬合强度的需要。对于拼方木材的中间部位,应该钻竖向控制,为后续上下层构件木销连接和螺栓连接,打下良好的基础。对于木销部位的钻孔部位,应该错开一定的距离[2]。

(6)包装运输。由于木材的特殊性,其表面硬度并不是很高,这对其包装运输提出了比较高的要求,避免在运输过程中出现意外的伤害。在其运输的过程中,需要对墙体构件按照使用部位的不同进行编号,并严格按照顺序进行分堆包装。在运输到现场之后,需要妥善进行保管,为后续的使用打下良好基础。木构件存放时,应采用分层堆放的形式,保证其存放环境的通风,及时采取必要的避雨措施,避免木构件在保存的过程中发生损坏。

(7)认真做好生产质量管理工作。对于生产中的重点环节,应该做好质量控制,现场派专人对生产质量进行监督管理,及时发现各种生产质量问题,及时采取措施,避免出现严重的施工质量问题。为了保证生产质量和效率,可以将自动化生产技术应用到生产过程中,在现场中可以使用专业的检测设备,对产品质量进行检测,及时发现产品质量问题,并及时采取针对性的措施,避免劣质产品流入到生产环节中。生产人员的自身专业技术水平,对生产质量有着非常直接的影响,应该充分做好对操作人员的培训工作。针对生产中出现的问题,应该及时进行总结,找出问题发生的原因,并及时采取措施,避免出现严重的问题。

3 墙体安装及加固

井干式建筑的规模不是很大,对基础结构的要求并不是非常高。为了保证基础结构的稳定性,需要在其上方铺一层防潮层,并在防潮垫上放置一层基础垫木,垫木的宽度应该比墙体宽度略宽,并通过使用金属锚栓,将其与垫木与基础结构稳固连接起来,锚栓的直径不应该小于12 mm,两者之间的距离应该控制在2 m之内,深入基础的深度应该大于300 mm。对于锯断的木材端部,应该至少涂抹两层专用的防腐剂。

(1)墙体安装。墙体安装时墙体施工的重要环节,只有保证墙体施工安装质量,才能将墙体维护作用发挥出来。对于完成加工的单根墙体,通过上下侧面的凹槽和凸起,与上层咬合叠加,并在凹槽之内也应该合理布置麻布毛毡和橡皮条,这样才能保证墙体的保温、防水、隔热性能。对于墙体的转角和交叉部位,可以采用凹凸榫搭接的形式。对于洞口的切断处,为了避免出现门窗变形和损坏的现象,应该采取合理有效的措施[3]。

(2)木销连接。对于墙体构件上下层之间,应该采用木销的连接形式,连接点距离墙体的尺寸应该控制在700 mm之内。同一层连接点的距离应该设置在2.0 m之内,上下两层的连接点,应该采用错位布置的形式[3]。对于水平墙上下连接的部位,应该使用25 mm×25 mm的方形木销。在连接点的设置过程中,应该首先在墙体构件上,预留尺寸合适的圆孔,圆孔的尺寸应该比木销截面对角线的长度小3~5 mm。

(3)通杆螺栓。对于凹凸榫搭接部位,为了保证搭接的牢固性,可以采用与墙体等高的通杆螺栓进行连接加固。对于井干木结构中每一块墙体的长度方向,都应该设置可调松紧的螺栓,螺栓与墙体转角的距离不应该超过800 mm,螺栓之间的距离也应该控制在2.0 m,直径不得小于12 mm[4]。

(4)设置方木加强件。如果墙体的宽度超过了6 m,应该在墙体的中间部位设置木制加强件,或者采用其它的一些措施进行加强处理。方木加强件应该在墙体的两边,采用对称布置的形式,其截面的尺寸应该超过120 mm×120 mm[5]。多个加强件之间,可以采用螺栓连接的形式,最好使用允许上下变形的螺栓孔。

为了保证井干式胶合木墙体构件的安装效果,应该认真做好现场管理工作,避免出现施工混乱的情况。结合井干式胶合木墙体构件安装的实际要求,建立完善的现场安装管理体系,落实相关人员的工作职责,一旦出现了比较严重的质量问题,应该及时追究相关人员的责任。为了避免安装错误情况的发生,应该认真做好安装施工交底工作,让每个安装人员都明确自身具体的工作任务、工作难点和工作重点,能够严格按照施工规范要求进行施工。为了安装工作的顺利进行,可以将BIM技术应用到安装过程中,对整个安装过程进行建模仿真,及时发现安装过程中可能出现的问题,并及时采取针对性的措施。

墙体安装施工人员发挥着非常重要的作用,一旦其施工专业水平不够,就会给施工质量带来严重隐患。应认真做好施工人员的培训工作,不断提升其专业水平,应严格按照规范进行施工,并做好施工考核工作,实行合理的奖惩机制,提升施工人员的工作积极性和责任心[6]。

4 特殊处理

(1)认真做好防火处理。在现代井干式建筑当中,经常会采用大截面的胶合木材,其耐用性能比较突出,在燃烧的过程中,还可以产生碳化层,进一步降低木材的燃烧速度,利用碳化层来阻止木材的进一步燃烧,并利用炭化层来避免结构件的内部燃烧。通过合理对结构件的尺寸进行设计,可以进一步提升构件的防火性能。在木材与其它金属件连接的过程中,也应该满足相关的规范要求[7]。

(2)做好木材的防护工作。由于我国各地区自然条件差别很大,这给木材防护结构的设计,提出了较高的要求。在木结构防护工程设计过程中,应该满足相关的规范要求,合理对化学防腐剂进行选择。胶木结构通常会在化学药剂处理之前,产生胶合作用,并通过油溶性防护剂的应用,来避免吸水变形情况的出现。在木质结构防腐设计的过程中,应该根据当地的气候条件进行。在其施工的过程中,应该严格按照设计文件进行施工,认真做好架空层的设置,保证其通风顺畅。基础支座上方,应该设置防潮层和防腐垫木[7]。

(3)做好门窗洞口的处理。对于门窗洞口的两侧,应该设置T形板材,并尽量保证截面的平整程度,在洞口左右墙体构件端面,应该各加工出宽大约17 mm、深大约25 mm的槽口,然后将T形板放置在槽口当中[8]。对于窗口上部,应该预留大约5 cm的空气预留层,这样可以对墙体的沉降进行有效的缓冲,并在其内部设置软质保温材料,将预留层给封住。

(4)做好屋顶交接的处理。为了避免墙体出现严重的沉降现象,进而对建筑整体的稳定性,造成太过严重的影响,就需要采用可滑动金属连接件设置,或者在高度方向预留出一定的空隙[9]。

5 结语

随着时代的不断发展,对井干式胶合木墙体施工提出了更高的要求。针对其实际生产与安装中出现的问题,应该引起足够的重视,认真分析问题出现的原因,及时采取针对性的措施,合理对生产工艺进行优化,不断规范安装过程,保证施工质量并且提高效率。

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