寒地井干式木构民居的技术更新

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由原木叠排而成的传统井干式建筑不仅渗透着最朴素的材料原真之美,也记录着不断演化的木构建筑智慧,其粗简厚重、地域鲜明的形象更是深入人心。然而因材料受力不合理、木材资源消耗巨大等问题,井干式建筑在现代木构建设中应用受限,甚至走向消亡。在当前乡村振兴战略背景下,井干式木构形式将在现代美丽乡村建设中迎来新的发展契机。基于此,本文以寒地井干式木构民居为研究对象,立足于锦江木屋村的实地调研,从技术角度出发提出井干式围护墙体体系的更新方案,并结合模拟实验进行比选优化,旨在推进体现传承、凸显类型创新的现代井干式建筑应用。本文首先从中国传统村落名录中选取保存最为完好的井干式建筑村落—锦江木屋村为案例研究对象,开展了详尽的田野调研和技术分析,分别从整体布局、木屋外貌,具体构件尺寸等方面进行真实记录,并通过走访调查了解木屋的实际使用情况。通过调研资料的系统梳理,解析井干式建筑的类型特征以及现存问题,并据此提出未来新建井干式建筑的更新目标及更新路径;进而,针对井干式围护墙体提出更新方案及关键技术与建造方式。以留存井干式编织特征为原则,在多种开放性方案创作比较的基础上,提出了2种以结构更新为导向的承重方案、以及2种以节能更新为导向的保温隔热方案。各方案分别从提出依据、建立方法以及关键技术三个方面展开进行详细阐述,并通过理论层面的对比选择,确定各个方案的适用情况;最后,进行更新方案的性能模拟验证与技术优化。在井干式围护墙体的更新方案中确定2种典型模式,通过计算机软件模拟分别验证其结构性能和节能性能。实验选用ABAQUS和ECOTECT进行模拟,模拟过程涉及模型建立、参数定义等问题,求解后对模拟结果进行分析,并提出优化建议,验证了井干式围护墙体更新方案的科学性及可行性。本文的核心研究成果包括以下三方面:一是以具有代表性的井干式村落—锦江木屋村为例,分析传统井干式建筑的特征及问题,从技术角度补充了井干式建筑的研究薄弱点;二是分别以结构更新和节能更新为导向,提出了适宜于寒地井干式围护墙体的多种现代更新方案,并对各方案进行比较分析;三是通过计算机软件模拟实验进行结果分析,验证更新方案的科学性和可行性。本文研究成果可为现代井干式建筑的研究和实践提供参考,为具有地域特色的乡村民居建设提供思路。
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