课程编号
09
第九课：平台框架建筑（Platform Frame Construction）
本课深入探讨 平台框架（Platform Frame） 的构造方式，这是目前 最广泛使用的轻型木结构体系。相比于 气球框架（Balloon Frame），平台框架更加 安全、易于施工且防火性能更好，适用于 低层和中层建筑（1-7 层）。
一、平台框架概述
1. 平台框架的起源
• 源自气球框架（Balloon Frame），但优化了施工方式。
• 由 美国传入欧洲，在苏格兰、德国、丹麦等国家广泛使用。
• 适用于 住宅、商业建筑、公共建筑，特别是在 气候寒冷地区，因其 保温性能良好。
2. 平台框架 vs 气球框架
对比项 | 平台框架（Platform Frame） | 气球框架（Balloon Frame） |
结构方式 | 每层楼分别建造，逐层堆叠 | 竖向墙体贯穿多层 |
施工难度 | 简单，易安装 | 复杂，需长木材 |
防火性能 | 更好，楼板阻断火势 | 火势可沿竖向蔓延 |
稳定性 | 较好，减少侧向变形 | 结构较柔软，需额外加固 |
应用范围 | 住宅、商用建筑 | 早期北美木屋 |
结论：
• 平台框架采用逐层搭建方式，避免了气球框架的施工难题和火灾隐患，因此成为 现代木结构建筑的主流方案。
二、平台框架的优点
1. 施工速度快：
• 可在 工厂预制墙体，现场只需 拼装，减少湿作业（如砌砖）。
2. 成本更低：
• 采用 标准尺寸木材（如 50×150mm），无需大尺寸原木。
• 钉子、钢角件替代传统榫卯连接，减少人工成本。
3. 防火性能更优：
• 每层楼的 楼板充当防火隔离层，阻止火势蔓延。
4. 保温隔热性好：
• 墙体内部填充保温材料（如玻璃棉、矿棉）。
• 适用于 寒冷气候地区（如苏格兰、加拿大、北欧）。
5. 结构轻盈，地基要求低：
• 比砖混结构轻，地基压力小，可减少基础施工成本。
三、平台框架的结构组成
1. 墙体结构
• 墙体主要由竖向木柱（Studs）组成，通常采用：
• 400mm 或 600mm 间距，适配 1200mm×2400mm 的标准板材（如 OSB 板）。
• 木柱尺寸常见为 50×150mm（2×6 英寸）。
• 墙体关键构件：
构件名称 | 作用 |
底板（Soleplate） | 连接地基，提供稳定支撑 |
木柱（Studs） | 主要承重构件 |
顶部横梁（Top Plate） | 连接木柱，传递上层荷载 |
剪力板（Sheathing） | OSB 或胶合板，用于抗侧向变形 |
2. 楼板系统
• 木梁（Joists） 支撑楼板，每 400-600mm 一根。
• 常见木梁规格：
• 50×200mm（2×8 英寸）
• 50×250mm（2×10 英寸）
• 采用 金属连接件（Joist Hangers） 固定木梁，增强承重能力。
3. 结构加固
• 防侧向变形（Racking Resistance）：
• 使用 剪力板（OSB 或胶合板） 作为 抗风抗震结构。
• 也可采用 斜撑（Diagonal Bracing） 加固。
• 防止沉降与滑移：
• 采用 锚固螺栓（Frame Anchors），固定墙体至地基。
四、平台框架的施工步骤
1. 安装底板（Soleplate）
• 在地基上固定 防潮层（DPC），防止水分侵入木结构。
2. 竖立墙体（Stud Walls）
• 预制或现场组装 木柱、顶部横梁，并固定剪力板。
3. 安装楼板系统
• 木梁（Joists） 通过 金属连接件 固定至墙体。
4. 重复步骤，搭建上层
• 逐层搭建，直至达到设计高度。
5. 安装屋顶
• 屋架（Trusses）或 木梁 支撑屋顶。
6. 保温与外部封装
• 在墙体内填充 保温材料，安装 外墙防水层。
五、平台框架的建筑高度限制
1. 平台框架的适用高度
• 适用于 1-3 层住宅，但经过优化设计可达 6-7 层。
• 挑战：
• 层高越多，木材收缩累积越明显，影响 窗户、楼梯对齐。
• 超过 6 层时，建议 结合钢筋混凝土核心筒 提高稳定性。
2. 结构变形与收缩
• 木材随时间可能出现收缩（Shrinkage）：
• 每层木材 可能收缩 5mm，导致建筑整体收缩。
• 高层建筑 需在设计时考虑木材变形。
六、如何在平台框架中安装门窗
1. 窗口和门洞的结构
• 需要 额外的支撑结构（Lintel） 以承受上方荷载：
• 过梁（Lintel）：相当于小型梁，支撑门窗上方结构。
• 短柱（Cripple Studs）：安装在窗户和门下方，提供承重支持。
2. 区域术语差异
• 不同地区对构件命名不同：
• “Top Plate” 可能在其他地区称为 “Head Plate”。
• “Nogging”（填充木块）在某些地区称为 “Dwang”。
七、总结
1. 平台框架是现代木结构建筑的主流方式，适用于 低层和中层建筑（1-7层）。
2. 相比于气球框架，平台框架施工更安全，防火性能更优，且成本更低。
3. 墙体采用标准化木柱（50×150mm），间距 400-600mm，配合 OSB 板增强抗侧向能力。
4. 施工采用“逐层搭建”方式，每层楼板作为下层的施工平台，提高施工效率。
5. 平台框架适用于工厂预制，可大规模应用于住宅和商业建筑。
6. 适用于 1-7 层建筑，但需注意高层建筑的木材收缩问题。
下一课将深入探讨“木框架的节点连接方式与抗震设计”，进一步提升对平台框架建筑的理解。
