中國(guó)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(guó)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(jí)大地震，造成幾萬人死亡或失蹤，而這華而不實(shí)，大部分人死于海嘯。2008年5月12日，我們國(guó)家四川省汶川縣發(fā)生里氏8.0級(jí)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(guó)家傷亡人數(shù)比日本多出這么多？誠(chéng)然，日本是多地震國(guó)家，其公眾的災(zāi)難意識(shí)很強(qiáng)。但華而不實(shí)有一個(gè)絕不容忽視的原因就是他們的建筑物抗震等級(jí)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(guó)建筑業(yè)對(duì)節(jié)能抗震的木構(gòu)造的重新發(fā)現(xiàn)。1中國(guó)古代木構(gòu)造建筑梁思成在(中國(guó)建筑的特征〕中談到：中國(guó)建筑乃一獨(dú)立之構(gòu)造系統(tǒng)，歷史悠長(zhǎng)，分布區(qū)域遼闊。在軍事、政治及思想方面，中國(guó)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(jìn)展，直至近期半世紀(jì)，未受其他建筑之影響。中國(guó)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(gè)構(gòu)件之間的結(jié)點(diǎn)以榫卯相吻合，構(gòu)成富有彈性的框架。中國(guó)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(guó)古建筑的最大特點(diǎn)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(diǎn)，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(diǎn)與缺點(diǎn)，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(jìn)而使中國(guó)古代建筑在世界建筑的畫卷中呈現(xiàn)出獨(dú)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(diǎn)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(guó)內(nèi)推廣的主要是輕型木構(gòu)造建筑。3中國(guó)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(guó)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(guó)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(lì)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(guó)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(guó)基本是一個(gè)盲點(diǎn)。中國(guó)參加WTO后，木構(gòu)造建筑應(yīng)用狀況有了明顯變化。中國(guó)的當(dāng)代木構(gòu)造建筑市場(chǎng)，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(jì)、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(guó)第一。3.2木構(gòu)造建筑的問題與對(duì)策固然我們國(guó)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(duì)策，為我們國(guó)家木構(gòu)造建筑發(fā)展鋪平道路至關(guān)重要。現(xiàn)就有關(guān)問題和對(duì)策進(jìn)行分述。3.2.1土地利用問題我們國(guó)家是個(gè)人多地少的國(guó)家，國(guó)土資源部2003年專門發(fā)文限制建造獨(dú)立別墅，即今后我們國(guó)家將嚴(yán)格控制高檔商品房用地，停止報(bào)批別墅用地。對(duì)一些生態(tài)旅游景點(diǎn)，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(huì)成為亮麗的景觀。3.2.2森林資源問題我們國(guó)家森林資源短缺，木構(gòu)造建筑會(huì)大量使用木材，會(huì)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(jìn)入人心。但是要注意到這一點(diǎn)，國(guó)家僅對(duì)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(guó)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(hù)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(huì)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(duì)木構(gòu)造建筑的認(rèn)識(shí)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ㄟ^大量的實(shí)驗(yàn)比照，專業(yè)知識(shí)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(huì)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(fèi)者最關(guān)心的是成本問題，由于現(xiàn)前階段在國(guó)內(nèi)建造的木構(gòu)造建筑多為別墅，加之建造材料多為進(jìn)口，有的材料或構(gòu)件甚至要到國(guó)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(hù)，會(huì)增加使用成本，會(huì)使大多數(shù)人望而卻步。3.2.5功能與防護(hù)問題為了保衛(wèi)木構(gòu)造建筑主體、延長(zhǎng)其使用壽命以及建筑的寓居安全，必須對(duì)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(jìn)行有效地處理，以到達(dá)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)(木構(gòu)造設(shè)計(jì)規(guī)范〕的有關(guān)要求。在建造木構(gòu)造建筑時(shí)，都應(yīng)該采取有效的預(yù)防措施?？上驳氖菄?guó)外在這里方面已有非常成熟的經(jīng)歷體驗(yàn)，國(guó)內(nèi)在保衛(wèi)古木建筑構(gòu)造方面也有大量的實(shí)踐，在這里基礎(chǔ)上還應(yīng)不斷地深切進(jìn)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(guó)家的發(fā)展掃清障礙。3.3中國(guó)木構(gòu)造建筑的優(yōu)勢(shì)3.3.1取材方便在古代，我們國(guó)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(rùn)、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(qiáng)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(qiáng)，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(duì)各種木構(gòu)件同時(shí)加工，制成后再組合拼裝。嘉靖時(shí)承建紫禁城三大殿也只花3年時(shí)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(diǎn)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(jì)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(guó)家，木構(gòu)造建筑必將迅速發(fā)展，會(huì)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(guó)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(bǔ)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(jì)基礎(chǔ)隨著我們國(guó)家經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展和人們?nèi)找嬖鲩L(zhǎng)的物資需求，對(duì)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(guó)內(nèi)木材工業(yè)的發(fā)展與進(jìn)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(guó)家已經(jīng)成為人造板生產(chǎn)大國(guó)，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(duì)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(guó)家的建筑完工面積一直居世界首位，隨著我們國(guó)家經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展、住房理念的變化，長(zhǎng)期統(tǒng)治我們國(guó)家建筑市場(chǎng)的混凝土構(gòu)造將被打破，一個(gè)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(guó)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(guó)家建筑、文化、材料、技術(shù)等特點(diǎn)，走中國(guó)自個(gè)的木構(gòu)造建筑發(fā)展之路。5結(jié)束語(yǔ)新型木構(gòu)造建筑在我們國(guó)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(shí)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]梁思成。中國(guó)建筑史[M].天津：百花文藝出版社，1998.[2]劉延杰，卞祖珉。木構(gòu)造---北美洲獨(dú)特的建筑方式[J].時(shí)代建筑，1998,15〔2〕：68-70.[3]吳竹漣。木構(gòu)造房屋---我們國(guó)家住宅的盲點(diǎn)[J].世界建筑，2000,21〔5〕：63-66.[4]張仲?gòu)?qiáng)。木構(gòu)造建筑[J].世界建筑，2002,23〔9〕：17-21.[5]費(fèi)本華，王戈，等