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轻钢结构在佤族民居中的运用

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【摘要】佤族民居的改造是为了更好的满足当下原住居民的生活要求,为了提高佤族居民的生活质量、居住环境,因此文章对轻钢结构的住宅建筑在佤族民居中的应用进行分析与研究,提高佤族民居质量的重要途径。由于原始的民居住宅的建筑材料对抗自然灾害能力,远不及现代建筑材料,随着科技的发展佤族民居的住宅结构也在不断的更新,民居的主要结构以轻钢结构取代原始的建筑材料,但是对于改造的民居采用轻钢结构与框架结构在设计中有哪些差异以及在造价上的对比,是文章的研究重点。

【关键词】佤族民居;轻钢结构;框架结构;造价

在5.12汶川地震后《房屋建筑、震害分析与对策研究报告》中提到,建筑与构筑物中,木结构和轻钢结构的建筑构部件在地震中损坏较轻,究其原因在于这两种材料具有比较好的延展性,而在这种结构之下的建筑维护与分割构建一般都是采用轻质材料,使得整个建筑自重较轻,因此在地震中的损坏较轻。而当下在建筑中大量的使用木材是不太可能了,因此采用轻钢结构就成为一种必然的选择。

1轻钢结构施工的特点

1.1结构简单,材料单一

轻型钢结构指的是冷弯型钢、轻型焊接和高频焊接钢、薄钢板,薄壁钢管,轻型热轧钢。构件拼接,焊接而成的组合件等为主要受力构件,结构采用了大量的轻质围护分隔材料。轻钢结构施工具有以下特点:

(1)结构简单,材料单一。便于实现设计的标准化、构件化加工和生产的产业化,所以安装的现场组装程度高,产品质量好,生产效率高。

(2)重量轻。减少了基础材料的使用数量,减少了部件的运输和安装的工作量,有利于提高建筑抗震性能。

(3)短建设期。组件标准设置装配度高,安装简单,快捷,一般工厂仓库的合同可以在使用后2-3个月内交货。由于没有湿作业,安装的场地不受气候影响。

(4)能满足各种生产工艺的要求和使用功能。轻钢结构在建筑风格、色彩和跨度、柱间距等方面的选择灵活,提供给设计师可以充分展示设计理念的条件。

(5)轻钢结构建筑是环保、节能的产品,工厂可以搬迁,材料可以循环利用。

(6)价格便宜。随着中国钢铁产量的增加,钢价下跌,竞争激烈,轻钢结构与砖混结构相比,成本可持平或略低。

2轻钢结构在佤族民居中的应用

2.1外观形态中的应用

而对于采用这样一种结构形式,站在维护并发扬少数民族民居建筑特点这样一个角度来看,对我们提出的要求就是,在保留原有的少数民族民居建筑特点的基础上,充分尊重民族差异和民族特点,特别是尊重其习俗和信仰,考虑到传统文化的因素,生活方式,从实际出发,根据当地的条件。在翁丁寨的改造中,保持原有的民族文化、民族元素和建筑风格,对佤族翁丁村村民居轻钢结构转型的基础上,让翁丁村村民在原生态保护过程得到实惠。要提高传统文化意识的保护,将自觉地参与到传统文化的保护、传承和发展中。如何使得轻钢材料更好的适应原有建筑的外观形态,保留建筑本身民族地域特色。(1)从试点的角度,我们首先选择了个别具有民族地方特色的建筑进行试点研究,在本文我们选择的是临沧地区的佤族民居进行深入研究;(2)对改地区民居进行了深入的调查研究,将其传统的建筑功能布置形式做了细致的复原,并结合当下原住民的使用要求,做了进一步的调整与更新;(3)根据改进后的民居建筑进行了结构上的进一步细致设计,希望从中能找到可以借鉴的设计手法,进而推广到其他民族民居的建造更新中。

2.2建筑结构上的应用

2.2.1保留原建筑结构特色。对传统的建筑内部功能进行了调研并进行的实地的测绘与复原工作。由于佤族世代居住在偏僻的山区,使得整个民族对外的交流频率大为降低,与其他民族和文化的融合进程相对比较缓慢,因此在建筑的原始特点得以最大限度的得以保留。在具体的建筑功能特色上就表现为如建筑的底层做了架空处理,厅堂内部的火塘得以保留、建筑外观任保留了半圆屋顶特点、建筑外墙相对比较低矮、建筑内部的功能分区比较简单等一些特点,同时建筑类型和构件体现了较原始的特点,所有这些构成了佤族民居聚落的强烈个性,彰显了佤族民居的独特魅力。翁丁村村民目前的住房仍然是干栏式的,没有庭院,住房面积比较小,一般约9m×6m,底部用木支架进行支撑和架空,用于饲养牲畜和堆放杂物,底部架空部分大约1m,二层是居住房屋。典型的佤族住宅的平面是椭圆形的,在椭圆的一端退后做平、设门,从架空层的平台进屋。平台做的比较大,超过屋檐的滴水线。为了可以有更大的空间有些房屋会做两层,高度上大约有40cm的差异。入口由于屋顶的太大屋搪较低,为了方便在屋檐处挖了一个洞。采用椭圆形草堆作为民居的屋顶,草屋顶有一个草窗可以打开。而且村庄的布局和随地形变化,一般有一个分区。村口或村中有水源来为全村村民提供饮用水和生活用水。另外在村寨的周围还会建立粮仓,防止发生火灾或其他自然灾害时,粮食与住房同时受损。正是基于这样的一个民居原型,在调研中针对性的采访了当地的一些村民,与他们进行了长时间、细致的沟通,结合这些村民的意见与建议,对传统的民居进行了功能上的更新与调整,使得其更符合当下村民的生活要求。

通过理论分析与较为详实的实地调研后,结合当地居民需求的分析,指出民居改造不仅具有民族识别性,还要满足居民心理需求,这是民居的发展方向,随后对临沧佤族翁丁村的自然地理、人文背景及佤族民居、生活发展现状进行分析,初步提出针对侃族翁丁村民居实际需求的设计要点。由于当地的气候特点,在设计中,继续保留了建筑物底层架空的特点,架空高度为1.8m;建筑的柱跨,为了更好的符合结构计算的要求与建筑模数的要求,将跨距控制在了3.0m与4.2m;在功能方面,较之传统民居,增加了厨房功能的布置,并在堂屋的前面保留了晒台,应村民要求,在原有传统的尺寸上有所增加,晒台面积扩大到了27㎡。在不改变村寨的原始布局和基本结构的基础上,对村民的住宅在外观上尽量沿袭其民族特色与风格,而在内部结构、空间分割方面按照其生活习惯进行有效、合理的布局,尽可能保留一些文化遗产和象征的生活用具,例如:火塘使用和改进的设计,充分考虑在火塘在佤族居民生活中的作用,设计出烟道和空气流通空间,从而将火塘对室内空气质量的影响程度降到最低。并且因为在住宅区保留了火塘,所以室内消防设计是不可忽视的,我们在室内的外围结构内侧上采用防火石膏板,防火性上能够满足耐火极限的要求标准,而且石膏板具有可调节室内湿度的作用,在雨季吸收水分,保持室内空气中的水含量不太高,冬季干燥释放含有水分,调节室内空气湿度,比传统的钢筋混凝土结构的有较高的舒适度。在内部并没有增设卫生间功能,主要是从村民的使用习惯上进行了考虑。普遍村民反映不太能接受在房屋内部设置卫生间,还是比较习惯使用公共的厕所。就这个问题而言,主要还是当下的内部卫生间的功能不能满足村民的使用习惯,对于卫生间内部的改良与对粪便的绿色处理上,需要做进一步研究探讨。

2.2.2传承结构中文化特色。为了进一步得到准确的数据支撑,对建筑进行的结构结算,从力学计算与数据统计上得到一个更为精准与科学的支持,同时对于构部件的设计与计算过程中,使得建筑的外观能最大程度的保留其原有的民居特点。最后,对建筑中一些材料的用量与造价进行了进一步的计算与统计。通过实地调研,对佤族民居进行了继承与改造后,建筑专业对调研资料进行了成图处理,并将图纸进行了深化设计,进而提交结构设计专业进行了计算,同时做了进一步的工程估算,得到了进一步详细的数据资料,更为有利的支撑了最初的设计设想。课题组对该户型进行了两种结构体系的计算,一种为常用的框架结构体系,一种为轻钢结构体系,并对两种计算进行了对比,从两种结构的结构图纸中,可以看出,在进行计算时,梁柱的尺寸都不是太大,与现实保留下来的民居的木结构主梁相比,在尺寸上略显大一点,但基本上在可接受的范围以内,并且在计算中由于加入了抗震计算的参数(临沧地区属于抗震设防8度区,地震加速度为0.2g),因此在整体结构安全上更为有保障。并且在建筑设计之处,就考虑到了为了更为方便居民的使用,因此在房屋中间是没有柱子存在的,这为居民的使用方面提供了设计上的保证,同时,在结构计算中,为了实现这一目的,在结构计算中,反复进行了验算,终于得到了满意的结果,实现了大跨度结构在保证构建截面尺寸经济的基础上,满足结构安全的这一首要目的。

2.2.3建筑结构造价控制。课题组结构建筑设计和结构设计的结果,进行了进一步的概算,采用钢结构,概算金额是15.7万元,而采用钢筋混凝土结构,概算金额是6.7万元。从两个数据可以看出,目前生产条件之下,框架结构比之轻钢结构在建造费用上还有比较大的优势,这种优势主要反映在材料的基价上比较明显。就单个单体而言这样的价格优势是十分明显的,但如果把轻钢结构的建造构部件批量化生产和建筑材料的回收利用和建造速度上的这些因素算上的话,轻钢结构的优势将会体现的更加明显。轻钢结构作为一种新型环保的建筑形式,具有节约材料、节约水源、节约能源的特性,以及回收利用率高达90%,能有效地促进能源的可持续发展和减少碳排放,采用装配式施工,工业化程度高,施工垃圾和噪音被减少到最低水平。轻钢结构,易于实现工业化,其部件在工厂生产,时间上与拆卸工作同步进行,可以缩短施工周期。钢结构构件的连接可以焊接和螺栓连接,构件可长可短。而且,大部分的工作都是干作业,容易满足各类型的施工,且施工现场很容易管理。由于轻钢结构和柔性布置结构体积小,施工速度快,施工期短,对环境的影响小,有利于业主尽快投入使用,并且在加固改造上有非常突出的优势。

3结束语

轻钢结构的蓬勃发展不仅能够促进中国建筑业发展的产业化和规模化,也促进了中国建筑向绿色环保和可持续发展方向迈进。千里之行,积于践步,希望我国的轻型钢结构建筑行业能稳定发展,在我国建筑转型与发展的历史中留下厚重的一笔。而如何进一步加强在少数民族民居中推广轻钢结构,还有很对工作需要去研究完善,并且包括抗震区轻钢结构的改建和加固也是我们日后需要研究的重点。但轻钢结构作为21世纪的朝阳产业,发展潜力巨大,前景广阔,是必然的趋势,也是激发课题组继续研究下去的源发动力所在。

参考文献

[1]柏文峰.云南民居结构更新与天然建材可持续利用[D].清华大学,2009.

作者:张春明;李瑞富 单位:云南艺术学院

轻钢结构在佤族民居中的运用责任编辑:张雨    阅读:人次