中國木結(jié)構(gòu)建筑的發(fā)展史與展望,結(jié)構(gòu)工程論文

中國木結(jié)構(gòu)建筑的發(fā)展史與展望,結(jié)構(gòu)工程論文2018年3月11日，日本本州島海域發(fā)生里氏9.0級大地震，造成幾萬人死亡或失蹤，而這華而不實，大部分人死于海嘯。2008年5月12日，我們國家四川省汶川縣發(fā)生里氏8.0級地震，造成近8.5萬人死亡或失蹤。比照之下，讓人不禁要問，為何我們國家傷亡人數(shù)比日本多出這么多？誠然，日本是多地震國家，其公眾的災(zāi)難意識很強。但華而不實有一個絕不容忽視的原因就是他們的建筑物抗震等級很高。512四川汶川大地震與日本本州島海域地震的比照，使建筑安全遭到人們的重視，由此也引發(fā)了中國建筑業(yè)對節(jié)能抗震的木構(gòu)造的重新發(fā)現(xiàn)。1中國古代木構(gòu)造建筑梁思成在(中國建筑的特征〕中談到：中國建筑乃一獨立之構(gòu)造系統(tǒng)，歷史悠長，分布區(qū)域遼闊。在軍事、政治及思想方面，中國雖常與他族接觸，但建筑之基本構(gòu)造及部署之原則，僅有和緩之變遷順序之進展，直至近期半世紀(jì)，未受其他建筑之影響。中國古建筑以木材、磚瓦為主要建筑材料，以木構(gòu)架構(gòu)造為主要的構(gòu)造方式。此構(gòu)造方式，由立柱、橫梁、順檁等主要構(gòu)件建造而成，各個構(gòu)件之間的結(jié)點以榫卯相吻合，構(gòu)成富有彈性的框架。中國古代木構(gòu)架有抬梁、穿斗、井干三種不同的構(gòu)造方式。中國古建筑的最大特點就是建筑采用木構(gòu)造體系。木材的壽命不像磚石那樣恒久，更有不耐火的致命缺點，固然我們的祖先發(fā)明了許很多多的保衛(wèi)方式方法，仍然不能讓歷史上絕大多數(shù)經(jīng)典建筑流傳下來。無論木構(gòu)造的建筑有多少優(yōu)點與缺點，但它畢竟是古代建筑選擇的構(gòu)造體系，無數(shù)的工匠在這些木構(gòu)造的建筑上發(fā)揮和表現(xiàn)了他們的聰明與才智，曾經(jīng)創(chuàng)造出輝煌的建筑奇跡，進而使中國古代建筑在世界建筑的畫卷中呈現(xiàn)出獨特的風(fēng)貌。2當(dāng)代木構(gòu)造建筑當(dāng)代木構(gòu)造建筑是指建筑的主要構(gòu)造部分由木方、集成材、木質(zhì)板材所構(gòu)成的構(gòu)造系統(tǒng)，是從古代梁柱式小跨度構(gòu)造發(fā)展而來，但又與之截然不同的建筑體系。當(dāng)代木構(gòu)造建筑的主要構(gòu)造構(gòu)件均采用標(biāo)準(zhǔn)化的木材或工程木產(chǎn)品，構(gòu)件連接節(jié)點采用金屬連接件連接。從構(gòu)造形式上分，一般分為重型梁柱木構(gòu)造和輕型桁架木構(gòu)造。重型木構(gòu)造是指用較大尺寸或斷面的工程木產(chǎn)品作為梁、柱的木框架，墻體采用木骨架等組合材料的建筑構(gòu)造，其承載系統(tǒng)由梁和柱構(gòu)成；輕型木構(gòu)造是指用標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)格材、木基構(gòu)造板材或石膏板制作、建造的木框架單層或多層建筑構(gòu)造，其承載系統(tǒng)由墻骨柱和木構(gòu)架墻體構(gòu)成。當(dāng)前在國內(nèi)推廣的主要是輕型木構(gòu)造建筑。3中國現(xiàn)代木構(gòu)造建筑的發(fā)展3.1現(xiàn)在狀況眾所周知，中國是木構(gòu)造建筑最古老的起源地，我們祖先給我們留下的建筑遺產(chǎn)基本全是木構(gòu)造建筑。木構(gòu)造建筑逐步讓位于磚混建筑、鋼筋混凝土建筑、鋼構(gòu)造等當(dāng)代建筑，20世紀(jì)80年代初，為了緩解我們國家森林資源貧乏的矛盾，曾一度下令限制木質(zhì)建筑產(chǎn)品的發(fā)展，鼓勵采用木制構(gòu)件的代用品，如鋁、鋼、塑料等。這條禁令直到我們國家參加WTO才公布解除。因而，當(dāng)代木構(gòu)造建筑的發(fā)展在中國基本是一個盲點。中國參加WTO后，木構(gòu)造建筑應(yīng)用狀況有了明顯變化。中國的當(dāng)代木構(gòu)造建筑市場，從戶外木構(gòu)造到木構(gòu)造建筑，從裝飾材料到承重材料，從輕型木構(gòu)造到重型木構(gòu)造，產(chǎn)業(yè)鏈逐步成形〔設(shè)計、施工、材料〕。據(jù)資料介紹，上海、寧波、杭州、西安、武漢和海南都已經(jīng)建造了少量輕型木構(gòu)造住宅小區(qū)，尤其上海的木構(gòu)造建筑量和建筑企業(yè)數(shù)量均為全國第一。3.2木構(gòu)造建筑的問題與對策固然我們國家最近幾年木構(gòu)造建筑發(fā)展迅速，但仍面臨著不少問題和挑戰(zhàn)，怎樣解決這些問題，并提出相應(yīng)對策，為我們國家木構(gòu)造建筑發(fā)展鋪平道路至關(guān)重要?，F(xiàn)就有關(guān)問題和對策進行分述。3.2.1土地利用問題我們國家是個人多地少的國家，國土資源部2003年專門發(fā)文限制建造獨立別墅，即今后我們國家將嚴(yán)格控制高檔商品房用地，停止報批別墅用地。對一些生態(tài)旅游景點，木構(gòu)造景觀建筑是其理想選擇，不僅幾乎不毀壞耕地，還美化環(huán)境，應(yīng)用得當(dāng)，還會成為亮麗的景觀。3.2.2森林資源問題我們國家森林資源短缺，木構(gòu)造建筑會大量使用木材，會制約木構(gòu)造建筑的發(fā)展空間。近十多年來，森林覆蓋率不斷提高，森林保衛(wèi)政策宣傳深切進入人心。但是要注意到這一點，國家僅對天然林施行了保衛(wèi)工程，禁止采伐。因而，人工種植的用于使用的木材是能夠使用的。3.2.3思想觀念問題幾十年來，在我們國家民用建筑中一直采用磚混構(gòu)造，其建造成本低、給人感覺牢靠、耐久性好、維護成本低，而木構(gòu)造住宅給人感覺不牢固安全、易發(fā)火災(zāi)、易受蟻蟲害侵蝕、潮濕會引起腐朽發(fā)霉等，以致于很難接受這種新型的木構(gòu)造建筑。由于人們對木構(gòu)造建筑的認(rèn)識缺乏，這些擔(dān)憂是完全能夠理解的。木構(gòu)造住宅只要在成本上、安全上、保衛(wèi)上、功能上采取適當(dāng)?shù)拇胧?，通過大量的實驗比照，專業(yè)知識的宣傳、樣板房的展示，十分是中華古木建筑及文化的影響，相信人們的觀念是會改變的，木構(gòu)造建筑是完全可接受的。3.2.4建造成本問題在木構(gòu)造住宅的開發(fā)建造中，開發(fā)商、建造商和消費者最關(guān)心的是成本問題，由于現(xiàn)前階段在國內(nèi)建造的木構(gòu)造建筑多為別墅，加之建造材料多為進口，有的材料或構(gòu)件甚至要到國外加工，使木構(gòu)造房屋不包括土地的建造成本到達(dá)4000~6000元/m2,使用經(jīng)過中還需要不斷地維護，會增加使用成本，會使大多數(shù)人望而卻步。3.2.5功能與防護問題為了保衛(wèi)木構(gòu)造建筑主體、延長其使用壽命以及建筑的寓居安全，必須對木構(gòu)造建筑采取防火、防蟲和防腐措施，或?qū)ㄖ哪緲?gòu)件進行有效地處理，以到達(dá)國家標(biāo)準(zhǔn)(木構(gòu)造設(shè)計規(guī)范〕的有關(guān)要求。在建造木構(gòu)造建筑時，都應(yīng)該采取有效的預(yù)防措施。可喜的是國外在這里方面已有非常成熟的經(jīng)歷體驗，國內(nèi)在保衛(wèi)古木建筑構(gòu)造方面也有大量的實踐，在這里基礎(chǔ)上還應(yīng)不斷地深切進入和完善，以獲得愈加有效的成果，為木構(gòu)造建筑在我們國家的發(fā)展掃清障礙。3.3中國木構(gòu)造建筑的優(yōu)勢3.3.1取材方便在古代，我們國家廣袤的土地上四處是茂密的森林，黃河流域也曾是氣候溫潤、林木森郁的地區(qū)。加之木材易于加工，利用石器即可完成砍伐、開料、平整、作榫卯等工序，取材方面。3.3.2適應(yīng)性強木架建筑是由柱、梁、檁、枋等構(gòu)件構(gòu)成框架來承受屋面、樓面的荷載以及風(fēng)力、地震力的，墻并不承重，只起圍蔽、分隔和穩(wěn)定柱子的作用，因而，民間有墻倒屋不塌之諺。房屋內(nèi)部可較自由地分隔空間，門窗可以任意開設(shè)。木構(gòu)造建筑使用的靈敏性大，適應(yīng)性強，無論是水鄉(xiāng)、山區(qū)、寒帶、熱帶，都能知足使用要求。3.3.3施工速度快木材加工遠(yuǎn)比石料快，加上唐宋以后使用了類似今天的建筑模數(shù)制的方式方法，各種木構(gòu)件的式樣也已定型化，因而，可對各種木構(gòu)件同時加工，制成后再組合拼裝。嘉靖時承建紫禁城三大殿也只花3年時間，而西苑永壽宮被焚后僅十旬〔百日〕就重建完成。3.3.4便于修繕、搬遷榫卯節(jié)點有可卸性，替換某種構(gòu)件或整座房屋拆卸搬遷，都比擬容易做到。歷史上也有宮殿、廟寧拆迂異地重建的例子，如山西省永濟縣永樂宮，是一座有代表性的元代道觀，整體建筑群已于20世紀(jì)50年代被拆卸遷移至山西省芮城縣境內(nèi)。3.4前景瞻望在我們國家，木構(gòu)造建筑必將迅速發(fā)展，會得到越來越多的人青睞和選擇，主要理由如下。3.4.1木構(gòu)造建筑的物質(zhì)基礎(chǔ)國內(nèi)人工速生林的廣泛種植，北美的云杉、松木、冷杉〔SPF〕和俄羅斯的落葉松、樟子松等豐富資源的補充，為木構(gòu)造建筑提供了木材的來源保證。大量新型構(gòu)造材料的開發(fā)與研制，為木構(gòu)造建筑提供了物質(zhì)基礎(chǔ)。3.4.2木構(gòu)造建筑的經(jīng)濟基礎(chǔ)隨著我們國家經(jīng)濟的高速發(fā)展和人們?nèi)找嬖鲩L的物資需求，對生活品質(zhì)和寓居環(huán)境提出了更高層次的要求。3.4.3木構(gòu)造建筑的技術(shù)工藝基礎(chǔ)國內(nèi)木材工業(yè)的發(fā)展與進步，為木構(gòu)造建筑的應(yīng)用奠定了技術(shù)基礎(chǔ)。如我們國家已經(jīng)成為人造板生產(chǎn)大國，用于建筑的多層膠合板生產(chǎn)量也位于世界前列。單板層積材〔LVL〕、定向刨花板〔OSB〕、冷壓膠合梁柱等技術(shù)已基本成熟，有的已構(gòu)成工業(yè)化生產(chǎn)規(guī)模，只要對一些十分技術(shù)〔如大跨度膠合梁、彎曲大構(gòu)件等技術(shù)〕加以研究應(yīng)用，從生產(chǎn)和技術(shù)角度來看，建造木構(gòu)造建筑是完全可行的。3.4.4木構(gòu)造建筑的美妙將來近10多年來，我們國家的建筑完工面積一直居世界首位，隨著我們國家經(jīng)濟的高速發(fā)展、住房理念的變化，長期統(tǒng)治我們國家建筑市場的混凝土構(gòu)造將被打破，一個混凝土構(gòu)造、磚混構(gòu)造、木構(gòu)造的多元格局將逐步構(gòu)成。我們國家大部分地區(qū)與日本、北美和北歐地理緯度相近，合適于發(fā)展木構(gòu)造建筑，他山之石能夠攻玉，我們應(yīng)結(jié)合我們國家建筑、文化、材料、技術(shù)等特點，走中國自個的木構(gòu)造建筑發(fā)展之路。5結(jié)束語新型木構(gòu)造建筑在我們國家發(fā)展已有良好的開端，且發(fā)展迅速，相信順應(yīng)綠色、環(huán)保、節(jié)能、低碳時代潮流和理念的木構(gòu)造建筑一定有愈加美妙燦爛的明天。以下為參考文獻(xiàn)：[1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