台中中區菲曼立CLT宅 台中中區菲曼立CLT宅
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原型結構工程顧問有限公司台中中區菲曼立CLT宅

建築類型　木構造、住宅、商業空間
構造類別　木構造
基地位置　台中市中區
建物用途　店鋪、住宅
建物規模　地上四層，地下一層
建物面積　227m²
業　　主　菲曼立國際有限公司
建築設計　王喆建築師事務所
結構設計　原型結構 劉祖愷、吳蓓倫
施工單位　大其營造、德豐木業
施工時間　2024年8月 - 2026年9月
照片提供　王喆建築師事務所、德豐木業
結構系統　壁式系統

主結構　　壁：CLT 12/15/21/30cm
　　　　　板：CLT 15/21/24cm
　　　　　梁：210*450mm
　　　　　柱：210*600mm
　　　　　鋼柱：B 150*100*9mm
　
　

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    建築設計
     
    本案坐落在台中市中區(舊城區)，位於巷內，基地存有一戶為日治時期街長宅邸，
    本計畫除翻修既有建築外，於剩餘L形土地範圍，建築師擬設計一棟全木構四層住宅。
     跟隨全戶木構的整體目標，結構整體採用CLT板牆系統完成。
    建築物的L形外側全為建築背側，設置兩向連續的CLT壁體，為主要抵禦兩向水平側力的構材；
    L形面內側，建築師設計木構交疊之帷幕系統，以面對歷史建築，結構則採用方管鋼柱柱列與CLT樓板的層疊對應。


     
     

    結構設計
     

    在結構規劃初期定調「外CLT壁、內鋼柱」是可行的結構系統之後，接下來就進入到版片分割的議題。
    根據CLT能製造的尺寸(還需要注意強弱軸方向)以及貨櫃運輸的尺寸，決定能夠進口的日本木材的尺寸，目前大約是2.1m X 10.5m左右。

    由於牆體以1.8m放置，樓板也可以跟著1.8m安排。不過由於本案平面貼合基地線的L型外側不與軸線正交，會有需要斜削CLT的情況。
    CLT版片放置原則為，強軸兩端要有支撐，支撐可以是CLT壁體或是GLT梁、或是鋼結構等等。
    根據版片分割的位置設置木樑等支撐結構，再來就是需要整合這些支撐梁，
    為了確保這些梁結構成立以及有辦法安裝，有些梁端可以安裝在壁體側邊，有些可以用木柱去做接合，本案最主要的作法是用鋼柱支撐。

    由於CLT具有非常多種組成規格(CLT是由集成材單元水平直交層疊而成，
    單元有不同強度厚度，組合出來的CLT也有很多種)，在不同組成下的單位強度及性質也不同，假定斷面是分析初期重要的事項。



    結構分析模型

    ​各向應力圖解析





    帷幕設計

    建築師以交織的概念創造動態感的立面，呼應「木構造」的主題，也想要用木材來完成這個帷幕網格。
    設計上先以小斷面(5*10cm)木材形成正交網格，再嵌入填充的木材(25*8cm)。
    建築師以一個固定的排列方式將填充木材構成帷幕，
    我們並不將填充的木材只視作結構載重，而是依循建築師設計的圖樣，以螺絲鎖固的方式，
    使其形成一個連續的斜向結構，為後方的正交木材網格提供平面的穩定能力。


    帷幕單元解析


    接合設計

    CLT結構設計很重要的一個步驟是設計五金零件，
    由於CLT壁板都是乾式施工，非常仰賴金具的數量及安裝位置才得以將建築物的受力傳遞至地面。
    根據「壁-基礎」、「壁-板-壁」、「壁-壁」、「壁-集成材梁柱」等部位，
    設定對應的金具(露出式、隱藏式、螺釘或螺栓等形式)，計算所需數量，
    並與施工單位共同檢討金具的安裝空間是否衝突。


    施工照片

    木結構在施工上非常迅速，本案僅花費一個半月就從一樓吊裝至四樓結構，充分發揮優勢。
    施工前的衝突檢討需要設計單位與施工單位密切來回討論，如此實際施工時才能順利安裝。
    由於基地內存在歷史建築，在施工的空間較為不足，故本案CLT的吊裝順序為先將L型其中一翼吊裝至四樓，
    機具再退出來安裝另外一半，而非全平面逐層吊裝。待全戶主體結構吊裝完成後，再將外構帷幕層層安裝。
     



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