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都江堰向峨小学木结构校舍结构设计简介

康加华;熊海贝;何敏娟

【摘要】木结构房屋具有自重轻、冗余度多、变形能力好等特点,其抗震性能较好,

这种结构非常适合在地震区使用.结合汶川地震灾后重建工程,介绍了国内第一所木

结构小学的教学楼、宿舍和餐厅的结构设计过程及方法,内容主要包括结构体系的

选择与平面的合理布置、结构地震作用计算、剪力墙及楼盖抗侧力设计、连接计算

及相关抗震构造措施等.现阶段木结构设计主要依靠人工手算进行.本工程的设计方

法可以作为同类型结构设计的参考.

【期刊名称】《结构工程师》

【年(卷),期】2010(026)003

【总页数】6页(P7-12)

【关键词】木结构;地震作用;抗侧力;连接;抗震构造措施

【作者】康加华;熊海贝;何敏娟

【作者单位】同济大学土木工程学院,上海,200092;同济大学土木工程学院,上

海,200092;同济大学土木工程学院,上海,200092

【正文语种】中文

1引言

北美木结构有良好的抗震性能[1],同时还具有节能、绿色环保、建设周期短等符合

现代建筑标准的特点,近年来这种结构类型的建筑开始进入我国建筑市场。

同济大学与加拿大林产工业技术研究院自2004年起合作进行了一系列现代木结构

房屋足尺模型的振动台试验、低周反复加载试验和部分木框架剪力墙静力试验,部

分研究成果已经应用于上海市工程建设规范DG/TJ08-2059—2009《木结构建筑

技术规程》[2],该技术规程已于2009年9月1日起开始实行。

2008年5月12日四川汶川大地震过后,由同济大学倡议发起在四川都江堰市向峨

乡用木结构建筑重建向峨小学,经过一年多设计与施工,该小学已于2009年8月26

日正式投入使用。这是我国第一所采用木结构建造的小学,为我国提高中小学校舍

抗震设防标准提供了一个从建筑材料角度解决问题的示范性工程。本文介绍该小学

三栋木结构校舍设计的基本思想及概念,可供以后类似的工程参考。

2工程概况

重建的向峨小学位于都江堰市向峨乡东林村爱莲社区(图1),为易地重建的12班完

全小学,学生规模为540人。

图1向峨小学位置Fig.1LocationofXiangEelementaryschool

建设范围包括教学用房、专用教室、行政办公用房、生活用房、体育运动场地等。

总建筑面积为5290m2,学校可用用地面积为16311m2。学校共有三栋单体校

舍建筑,包括宿舍楼、餐厅和教学,除厨房部分采用钢筋混凝土结构外,其余单体均采

用轻木结构建筑体系。三栋建筑基础均采用钢筋混凝土独立基础,持力层为粉质黏

土层。该项目为上海援建都江堰市第一批启动的援建项目,建设单位为都江堰市教

育局。设计单位是同济大学建筑设计研究院。图2是向峨小学的效果图,图3—图

5分别是教学楼、宿舍楼和餐厅三栋单体校舍建筑的效果图。

图2向峨小学整体效果图Fig.2BirdviewofXiangEelementaryschool

图3教学楼效果图Fig.3SchoolhouseofXiangEelementaryschool

图4宿舍楼效果图Fig.4LodginghouseofXiangEelementaryschool

图5餐厅效果图Fig.5Dining-roomofXiangEelementaryschool

3结构体系选择与布置

向峨小学三栋单体校舍均采用北美木结构体系。这种结构体系采用钢钉及金属连接

件将截面较小的规格材连接形成结构体系,有效地抵抗水平及竖向荷载作用,结构主

要有三大组成部分:墙体、楼盖和屋盖。竖向荷载由屋盖、楼盖传至墙体,再传至基

础;水平荷载(包括风荷载和水平地震作用)由屋盖、楼盖和墙体共同承受,最终通过

底层墙体传至基础。

本工程中三栋木结构校舍建筑平面布置规则,质量和刚度变化均匀。所有构件之间

由可靠的连接和必要的锚固、支撑,保证了结构的承载力、刚度和良好的整体性。

图6为宿舍楼二层的剪力墙平面布置,图中阴影部分表示剪力墙。本工程中绝大部

分剪力墙均在两侧覆有9.5mm厚的OSB板,剪力墙在纵横交叉处均为纵向连续。

表1是该学校三栋校舍建筑平面及高度信息的汇总。

表1向峨小学教学综合楼、宿舍楼、餐厅建筑结构信息汇总表Table1Structural

informat