現代木結構建筑室內設計之墻體設計研究

孫崇咪 應麗艷 劉洋

摘 要：本文通過對現代木結構建筑墻體的構造研究，對現代木結構建筑室內設計墻體設計進行了探討。

關鍵詞：現代木結構建筑;室內設計;墻體設計

0 概述

木結構是中國傳統建筑的主要形式，古代民居就以木結構為主，其技術的精美與技藝的高超曾遠遠領先于其他文明。隨著時代的進步和科技的發展，現代木結構在傳統木結構建筑的基礎上發展起來，更有綠色環保、保溫節能、結構安全、抗震、防火安全、耐久舒適、節約成本等優點。現代木結構的建筑體系是采用梁柱式以及輕型木結構體系，建筑結構采用經加工處理分等的規格材、各類工程木材料及板材，采用各類金屬連接件，連接方式經過計算而成。那些在古代建筑中大多被各種形式和手段隱藏的構件以具有功能性的建筑裝飾參與其中，大大提升了現代木結構建筑的審美價值。[1]較為典型的有位于美國懷俄明州的Craig Thomas探索與游客中心，其鄉村風味的道格拉斯冷杉木柱創造出周邊輪廓，膠合層壓橫梁和西部紅雪松壁板給予該設施當代感的線條。

1 現代木結構墻體結構

現代木結構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，墻體抵抗由地震和風引起的側向力。外墻控制熱量、潮氣和空氣在建筑物內外的流動。內墻分隔室內空間，并容納機械、電器和管道部件。

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

1.1 墻體體系

墻體通常由下列構件組成，如圖2所示[2，3]：

（1）底梁板，規格材制成，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），規格材制成，垂直置于頂梁板和底梁板之間。

（3）頂梁板，規格材制成，水平置于墻骨柱頂部并與墻骨柱連接。

（4）門窗過梁、規格材或工程木產品制成或為組合梁，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（比全長墻骨柱短），規格材制成，支承門窗過梁。

（6）窗臺梁，規格材制成，構成窗洞口的底部邊框。

（7）短柱（比全長墻骨柱短），規格材制成，支承門窗過梁上方的頂梁板或底梁板上方的窗臺梁。

（8）覆面板，木基結構板材制成，位于外墻框架外側。

圖2所示為樓蓋上的外墻和內墻框架。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。圖中也標出外墻窗洞和內墻門洞（帶門窗過梁和托柱）。一面墻的端部設有臨時支撐。所有構件必須緊固并固定于樓蓋上。

圖3所示為外墻外側面覆面板的鋪設方法（水平鋪設和豎向鋪設兩種）。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，包括板邊構件和中間支承構件。[3]

1.2 剪力墻

所有的輕型木結構房屋都需要設置剪力墻。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的側向荷載。剪力墻可采用木基結構板或石膏板作墻面板。當用木基結構板作面板時，至少墻體一側使用，當用石膏板作面板時，墻體兩側均應采用。所有剪力墻必須滿足釘連接的最低要求。

（1）剪力墻的間距和長度。木結構設計標準（GB50005）中給出了在不同地震和風荷載作用條件下建筑物每層所設剪力墻的最大間距和最小長度，表1清楚地給出按構造要求進行設計的使用范圍。[4]如果超出限制條件，則需要進行工程計算。

表1中同時給出最大允許層數是三層，在地震烈度和基本風壓較大的情況下，最大允許層數為兩層。位于基礎頂面和底層之間的架空層剪力墻的最小長度應與底層要求相同。表中規定剪力墻的最大間距為7.6m，在地震烈度和基本風壓較大的情況下，最大間距為5.3m。此外，規范還規定，采用木基結構板材的剪力墻之間最大間距為10.6m，在地震烈度和基本風壓較大的情況下，最大間距為7.6m。

這意味著，當剪力墻間距在上述兩種地震烈度和基本風壓條件下分別超過10.6m或7.6m時，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（外側面）均應采用木基結構板材作面板。借此說明了面板用石膏板（墻體兩側均應采用）和面板用木基結構板材（至少墻體一側采用）的剪力墻的性能差異。面板用木基結構板材的剪力墻其抗側力更為有效。從表1中也可以看出兩者的區別。面板用石膏板的剪力墻的最小長度比面板用木基結構板材的剪力墻的最小長度大得多。

一般來說，木基結構板材用于外墻外側，而石膏板用于內墻。當然，如果根據規范要求有必要或更有利，也可將木基結構板材用于內墻。無論是用木基結構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，規范規定所有外墻均應采用木基結構板材作面板。當建筑物為三層，平面長寬比大于2.5∶1時，至少橫墻的面板應采用兩面木基結構板。當建筑物為二層，平面長寬比大于2.5∶1時，至少橫向外墻的面板應采用兩面木基結構板。

（2）設置剪力墻的其他限制條件。木結構設計標準（GB50005）還規定了設置剪力墻的其他限制條件，總結歸納如表2。[4]

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

2 現代木結構建筑室內墻體設計

墻體設計是室內設計的一項重要內容，墻體設計理念也影響著整個設計思路和最終效果。我們知道，在室內造型設計中，面的處理具有十分重要的意義。建筑物內部空間的面，根據其所處位置的不同，通常被分為三類：頂界面、底界面與側界面。而墻面作為其中的側界面，它的相交、穿插、轉折、彎曲等，都可以形成豐富的空間流通與視覺變化。同時，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，墻體是室內設計中最普遍、最直接的外在范圍界定與表象標志。

由于現代木結構墻體本身的特點，室內電路設計相對簡單，無須在墻體上開槽埋管線，可以直接在墻骨柱之間預埋，既安全又方便。傳統意義上的墻體，無論是內墻還是外墻，都是一種規規矩矩、方方正正的形象。而現代的建筑時尚，使得建筑物內不會再有那么多傳統意義上用來支撐整個房屋的墻體，取而代之的是各式各樣的室內分隔體大行其道。這種分隔體，一方面實踐著它作為墻的區分空間的基本功能，另一方面又對傳統的墻體形式作了突破。

一般建筑的墻體必須按軸線對齊，而現代木結構建筑的墻體可以錯位設計。這在一定的程度上打破了常規的空間分隔，可以更加靈活地設計空間，如圖4。[4]

3 結語

室內空間設計的形態和質量與人們的物質需求、精神追求密切相關。墻體設計和制作在室內空間設計中所占的比例最大，墻體的形狀、質感、紋樣和色彩的設計直接影響室內空間的最終裝飾效果。在室內空間設計中，通過墻體設計和改造對室內空間形態的重塑和結構功能的重組，通過墻體設計和改造表達室內空間的內在魅力和藝術感染力。

參考文獻：

[1] 顧菁.現代木結構建筑中外露構件的審美研究[D].蘇州大學，2014.

[2] 《木結構設計手冊》編輯委員會.木結構設計手冊[M].中國建筑出版社，2005.

[3] 加拿大木業協會.中國輕型木結構房屋建筑施工指南[Z]. 2010.

[4] GB 50005-2017 木結構設計標準[S].

作者簡介：孫崇咪（1978—），女，鐘山職業技術學院藝術設計學院講師。