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基于BIM技术应用的加拿大装配式多高层木结构建筑探讨

  • 论文价格:150
  • 用途: 硕士毕业论文 Master Thesis
  • 作者:上海论文网
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  • 论文字数:44855
  • 论文编号:el202203021458180
  • 日期:2022-05-03
  • 来源:上海论文网

建筑学论文哪里有?笔者认为装配式木结构建筑的发展在我国需要一定的时间积累方可步入可持续发展的良性循环中。诚然,国内装配式木结构建筑的实例并不多见,且多为低层,从近年来的研究成果来看,国内装配式木结构建筑也在向多高层领域稳步迈进。我国拥有大量的 BIM 技术专精的建筑人才,在装配化设计理念逐渐受到国家重视的环境下,可以预见的是,只要能建备完善的工业化装配式生产体系,装配式多高层木结构建筑定能在我国快速地成长起来。


第 1 章 绪论


1.3.3 其他国家发展状况

(1)欧洲

欧洲许多国家的装配式木结构建筑产业已经相对成熟,其中瑞典和芬兰由于丰富的天然林业资源,在这方面发展尤为迅速。在瑞典,很多住户都会选择装配式木结构建筑作为其住宅或别墅的建造方式,由此可见,装配式木结构建筑在瑞典的广泛适用性。在芬兰,每年都有七成以上的新建建筑选择装配式木结构体系,并且近年来,芬兰也逐渐开始由低层住宅转向多高层建筑的装配式木结构体系探索。

(2)日本

木结构建筑在日本的建筑历史上一直占有着重要的地位,直到现在仍有许多新建住宅会选用木结构的建造方式,装配式木结构的建筑体系也因此获得了巨大的发展空间。日本的工厂预制加工能力十分高超,虽然其林业资源有限,但依靠循环再利用的木材流通系统,能保持高效的生产模式。此外,日本政府还通过这种建筑形式来振兴原本露出颓势的木材产业,形成了一种良性的循环发展模式[3]。


第 3 章 加拿大装配式多高层木结构建筑设计关键技术及 BIM 技术应用


3.1 装配式木建筑的结构类型分析

随着大量的装配式木结构在多高层建筑项目中的应用,许多装配式木结构体系都被纳入到多高层建筑应用的可行性分析当中。经过加拿大现有实际项目与理论成果分析,总结出以下三种木结构体系,可作为装配式多高层木结构未来发展的主要方向。

3.1.1 装配式木框架结构

装配式木框架结构是一种以新式木材料搭建的框架体系,并以此体系作为建筑的应用结构形式,这种结构形式在装配式木结构体系中非常适合用来建造多高层建筑。这种结构的承重主要由梁和柱承担(如图 3-1 所示),抗侧力则由侧面的墙体提供。这种结构体系中木构件间的跨度较大,建筑需要负担的荷载也因此成为不可忽视的问题。为解决荷载问题,该结构通常会选择结构刚度大的材料作为建筑的基础,这样就能通过梁和柱将荷载传递到基础上化解。装配式木框架结构中的木构件通常会选择用胶合木来制作,但也有一些板材会在特定情况下使用实木面板,做结构设计时可以适当露出构件截面,以增加建筑的视觉体验。这种结构体系可以适应大跨度的空间结构,从而满足使用者特殊的空间设计需求。但室内布局可能会受到柱的影响而需要使用隔墙作为承重结构,这种情况下对于隔墙承重能力的要求会大幅提高。

装配式木框架结构是一种能够充分将节点的力学形态表现出来的结构类型,这是种内外统一的结构体系,这也是这种结构类型的魅力所在。装配式木框架结构能够赋予建筑物一种引人注目的视觉观感,并将木材材料原生态的气息做出文艺化的呈现,丰富了不同类型建筑的艺术表达,这种结构类型一般是有造型需求的公共类建筑的首选。在设计装配式木框架结构时需要运用相应的信息技术模拟安装,先完成构件部分的设计并推动工厂开始生产,尽可能规避施工中可能会出现的组装失误,确保项目能以高质量、高水平、高标准的要求完成。装配式木框架结构体系的应用较为广泛,属于较为常见的结构体系。


第 4 章 BIM 技术下的装配式多高层木结构建筑实践


4.1 不列颠哥伦比亚大学学生公寓项目研究应用

4.1.1 基本信息

不列颠哥伦比亚大学(UBC)作为在全球木结构学术领域首屈一指的研究机构,其在运用拓展木材用于多高层建筑的研究方向上处于全球领先地位。UBC以其领先的工程木制品和建筑技术创造了 UBC 温哥华校区的最新成员:BrockCommons Tallwood House。该建筑总高度 54m,共 18 层,可为 400 多位学生提供住宿。笔者在实习期间为更好的完成有关于多高层木结构建筑的项目,多次以该项目为研究素材进行分析,并总结论该项目对于装配式多高层木结构的研究价值。

项目位于 UBC 大学温哥华主校区住宿区的核心位置,地块为一块长方形的坡地,面向 Walter Gage 路,毗邻 Gage 住宅楼和 North Parkade(如图 4-1 所示)。项目为高年级学生的宿舍楼,设有单人间和四人间,所有房间配备厨房和浴室,公共服务设施布置在首层,顶层为公共休闲用房。

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4.2 加拿大卑诗省温哥华 5 号消防厅项目研究应用


4.2.1 基本信息

温哥华拥有加拿大所有城市中最高的土地成本,因此在维持充足的经济适用房供应方面会面临巨大的挑战。解决此问题的策略之一是重新考虑城市拥有的建筑允许密度和土地使用,在这种策略的实施下促成了一项创新的案例——温哥华5 号消防厅(如图 4-10 所示)。5 号消防厅结合了最先进的消防局和 31 个单元化的过渡性住房,可为单身的母亲及其子女提供住房支持。笔者曾于 2019 年拜访 Johnston Davidson Architects 建筑事务所,并有幸参与了一部分关于该建筑的实习工作,深入了解了这个将经济适用房与保护性服务相结合的项目,体会到了设计团队希望通过市政府推动的项目来解决人口稠密化问题的理念。

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5 号消防厅处在一个非常理想的地理位置,该地段毗邻购物中心、社区中心和小学,可满足作为住房所需的一切公共设施。通过在 5 号消防厅周围建造非市场住房即可用来实现住房目标,而且可以无需拆除原始的遗产建筑就能完成项目。消防厅拥有非常独特的结构,具有大跨度建筑独特的特征,例如开放式隔间和引人注目的训练塔。该项目的另一个重要特征是它可以被视为市中心地区空置地块假想开发的原型,考虑到这一点来设计该项目的就能将其目的定性为:让建筑物类型具有多种用途。与其作为独立的街区构建,不如将其作为线性开发的一部分植入到空地中。


总结与展望


一、总结

本文以加拿大装配式多高层木结构建筑为研究对象,结合设计原则与相关理论,提出了应用单元模块化设计体系的方案对策,并结合实际案例进行了深入研究,结论如下:

(1)对多高层木建筑装配化的可行性和经济性通过大量研究和工程实践进行了论证。经过对多高层木建筑案例的分析方案得出,未来多高层木建筑会向更大规模、更高高度的方向发展的同时,在 CLT 等工程木材料被广泛应用下,更多性能优越的新型工程木材料也得到呈现。木结构建筑高度的不断突破,木混结构体系在多高层建筑中的运用,也会在这一系列的变化中更加合理与多样。

(2)针对 BIM 技术在装配式多高层木结构建筑的应用方法,本文进行了详细的归纳和总结,并通过具体案例进行了展现。本文发现,通过 BIM 构件族库可以有效的完成构件设计,通过构建出的三维信息模型可帮助结构设计查缺补漏,利用无障碍信息传递实现项目全生命周期管理。此外,利用 BIM 技术可以为装配式多高层木结构建筑建立完善的单元模块设计体系,模块化设计方法的应用也将提高多高层木结构建筑的普及。

(3)通过对于加拿大的木结构建筑先进技术与理念进行分析,结合了我国的木结构建筑实际应用问题,提出了木结构建筑在中国发展的可行性。

参考文献(略)

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