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稻草捆建築/特性/結構特性

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結構強度的限制

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承重稻草捆牆通常只用於單層或偶爾兩層結構。地下室很少見。

一個全稻草拱頂建築在加州約書亞樹設計並建造,大大超過了這個高度活躍的地震區的結構要求。

柱樑稻草捆結構已被用於大型建築,如14,000平方英尺(1,300平方米),甚至用於新墨西哥州科拉萊斯的美國郵局,[1]

英國承重稻草捆建築的結構設計

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在英國,目前用稻草建造的主要方法有兩種:現場建造或預製。在這兩種情況下,稻草都覆蓋著泥土或石灰抹灰,注意,千萬不要用水泥抹灰!

在英國,推薦的稻草捆最小密度為110kg/m^3,這是為了確保稻草與抹灰之間有良好的粘合力,從而提高稻草的尺寸穩定性。

以下內容基於巴斯大學(BRE創新建築材料中心)的“天然建築材料”系列講座。

傳統建築

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垂直承載能力

目前的實踐是忽略稻草的強度,只考慮抹灰的強度。巴斯大學最近的測試表明,抹灰比任何其他變數都更能影響強度和剛度。

考慮一個典型的單層建築牆體剖面,該剖面使用標準的兩根平鋪稻草捆(450mm)和 35mm 內外抹灰。木材基礎和頂板應放置到位,以確保均勻的荷載分佈。

假設存在足夠的複合行為,使得抹灰能夠被稻草約束,避免屈曲,牆體垂直,荷載集中。

抹灰面積 = 2 × 35 × 1000 = 70×10^3 mm^2 每米牆長

因此,即使是低強度砂漿 σc = 0.5 N/mm^2

也提供了理論允許力 F = A × σc = 35kN 每米牆長

但是,牆體不可能完全垂直,因此實際限制為 10kN/m 牆長。如果牆體要承受偏心荷載,則應進行額外檢查,因為這會導致內外抹灰之間的荷載分配不均。

橫向承載能力

同樣,忽略了稻草的強度,並假設了複合行為。當抹灰開裂,稻草暴露無援時,被認為是失效。

計算慣性矩,I = 2[b(t^3)/12 + bt(d^2)](從平行軸定理獲得)

計算截面模量,z = I/y(y 是從形心到極端邊緣的距離)

牆體的抗彎矩為 M = z × σb(σb 為抹灰的強度,忽略稻草)

重新排列 M = w(l^2)/8 以求 w,從而找到破壞荷載。

抗側向力

高一到兩層的稻草結構通常不會出現抗側向力問題,前提是牆體連續,窗洞不超過牆體面積的 50%。

英國主要的預製稻草捆單元供應商是Modcell。這些板材在近乎現場的“飛行工廠”中製造,可以使用當地稻草,從而最大限度地減少運輸過程中的碳排放。框架採用機器切割的膠合層壓木,並配有鋼製角支撐,以提高抗側向力。這些板材可以承受高達三層的荷載,也可以用作非承重結構的覆層板。

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