做户外景观配套结构设计快十年,经手的围挡类构件少说也有上百套,这套1.65米高的实木栅栏是我去年给城郊休闲农庄做区域分隔时落地的结构,当时现场踏勘完就确定了整体的排布逻辑——农庄的亲子采摘区和自助烧烤区需要做软分隔,不能用全封闭的硬质围挡挡视线,又要起到明确区域边界、防止低龄孩童随意闯入烧烤操作区的作用,选实木栅栏刚好能匹配整体的乡野休闲调性,不会像金属围栏那样有生硬的工业感。
当时定结构参数的时候,最先卡的是安装边界条件:现场的铺装是夯实素土上铺5cm厚的碎石垫层,没有做混凝土硬化,所以栅栏的立柱埋深不能小于40cm,立柱底部要做沥青浸渍防腐处理,避免地下潮气侵蚀木材导致过早腐朽。单组栅栏的横向跨度我控制在1.8米,这个跨度是反复算过的,两根横向横梁的截面是4cm×9cm的烘干落叶松方料,跨度太大的话,长期受户外温湿度变化产生的内应力会让横梁出现中部下挠,不仅影响外观,还会让竖板的拼接缝隙出现不均匀变化;跨度太小的话,立柱排布过密,不仅材料成本上去了,安装工时也会增加不少。
竖板的设计我没有用等宽等距的常规排布,而是把每根竖板的顶部做了2cm的45度倒角,既避免直角棱边磕碰伤人,也让栅栏顶部的线条不会过于呆板。竖板之间留了2cm的均匀缝隙,这个缝隙尺寸是特意选的:既能保证站在烧烤区能清楚看到采摘区的孩童活动情况,满足视线通透的要求,又能挡住大部分低空飘散的烧烤油烟往采摘区直灌,同时缝隙宽度小于孩童的头部宽度,不会出现卡头的安全隐患。竖板和横梁的连接我没有用明装的自攻螺丝,而是在横梁上开了半深的定位槽,竖板底部卡入槽位后,从横梁背面用不锈钢沉头螺丝固定,正面看不到任何金属固件,整体的木质质感更统一,也避免螺丝长期淋雨生锈在木材表面留下锈迹,后期维护只需要每两年刷一遍木蜡油就行,不用处理锈迹问题。
实际落地的时候,我特意调整了立柱的顶部高度,比最外侧的竖板高出3cm,这样相邻两组栅栏拼接的时候,立柱的突出部分刚好能盖住拼接处的缝隙,不会出现透空的缺口,整体的连贯性更好。考虑到户外使用的抗风需求,每间隔三组标准栅栏就设置一根加强立柱,埋深加到60cm,周围用C20混凝土浇筑固定,能抵御当地常年最大的八级阵风,不会出现整片栅栏被风刮倒的情况。
在建模的时候,我把每根木材的纹理方向、拼接处的公差预留都做了参数化设置,木材的干缩湿胀余量按径向3%、弦向6%的比例留了伸缩缝,避免夏季高温高湿的时候木材膨胀导致竖板相互挤压起拱。横梁和立柱的连接位置用了隐藏式的镀锌钢角码,从外侧完全看不到连接件,角码和木材之间垫了1mm厚的EPDM橡胶垫片,既可以缓冲木材变形产生的应力,也能避免不同材质接触产生的电化学腐蚀,延长整体结构的使用寿命。
这类栅栏的应用场景其实比想象中广,除了农庄的区域分隔,还可以用在别墅庭院的边界围挡、市政公园的步道侧边防护、露营地的营位分隔,只要调整立柱的固定方式,就能适配不同的安装基础——如果是装在混凝土硬化地面上,就把立柱底部焊上镀锌法兰盘,用膨胀螺栓固定就行,不用做挖埋处理;如果是装在坡地上,就把每段栅栏的横梁做随坡裁切,保持竖板始终垂直于地面,不会出现歪斜的情况。
之前有同行问我为什么不做更省料的稀疏竖板排布,其实做户外公共区域的防护结构,安全冗余一定要留够,1.65米的高度刚好是成年人抬手能搭到的高度,不会因为太高产生压抑感,也能起到足够的防护作用,竖板的厚度选了2cm,就算成年人靠上去也不会出现断裂变形的情况,完全能满足日常使用的强度要求。建模的时候我把所有的连接节点都做了拆解,生产的时候可以直接按模型出下料单,每根料的长度、开孔位置都标注清楚,现场安装只需要按编号拼接就行,不用现场二次裁切,能省不少现场施工的时间,也能减少材料的浪费。
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