近现代中国木结构建筑的发展
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2022年09月29日 16:23:02
来自于建筑构造
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我国木结构建筑有着悠久的历史,发展至今,经历了从无到有、技术成熟、几近消失、重新起步4个阶段。 由于我国近代社会战争频繁、社会制度变迁、 木材蓄积量减少等原因导致了木结构建筑的衰落;技术的进步,复合木材的使用, 建筑业内对工业化、绿色节能的追求等, 又使得现代木结构建筑复苏。 在这一探索与创新的过程中,西方建筑理论尤其是现 代主义建筑理论的传入对中国木结构建筑有十分重要的影响。研究现代主义影响下中国木结构建筑的发展和变化,分析现代木结构先进的结构形式和设计策略,有利于使木材这一古老又年轻的建筑材料在 中国建筑业新的历史时期发挥更大作用。

我国木结构建筑有着悠久的历史,发展至今,经历了从无到有、技术成熟、几近消失、重新起步4个阶段。


由于我国近代社会战争频繁、社会制度变迁、 木材蓄积量减少等原因导致了木结构建筑的衰落;技术的进步,复合木材的使用, 建筑业内对工业化、绿色节能的追求等, 又使得现代木结构建筑复苏。


在这一探索与创新的过程中,西方建筑理论尤其是现 代主义建筑理论的传入对中国木结构建筑有十分重要的影响。研究现代主义影响下中国木结构建筑的发展和变化,分析现代木结构先进的结构形式和设计策略,有利于使木材这一古老又年轻的建筑材料在 中国建筑业新的历史时期发挥更大作用。


【1840 年至民国时期的木结构建筑】

01

洋务运动:“师夷长技以制夷” 及“中西合璧”

?建筑类型:中西合璧式建筑

?技术发展:砖木混合结构

1906 年建成的成都白药厂办公楼为洋务运动时期的建筑,属于砖木混合结构,摆脱了我国传统建筑形式的束缚,融合了中西方建筑元素。

【成都白药厂,典型的中西合璧式建筑】

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融入了很多西式元素,如欧式尖顶等,整个建筑群多为砖木混合结构,木屋架坡屋顶,代表了当时当地先进的建造技术 水平


02

民族主义思想 :仿宫殿式建筑及向现代建筑靠近

?建筑类型:仿宫殿式建筑的建筑

?技术发展:混凝土与砖墙结构代替了传统木结构 “宫殿式”建筑


【美龄宫,一座三层重檐仿宫殿式建筑】

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20世纪20年代末,我国出现了新的建筑形式、体量,建筑逐渐向多层发展,产生了仿宫殿式建筑的建设热潮,混凝土与砖墙结构代替了传统木结构“宫殿式”建筑。如美龄宫,是一座三层重檐山式仿宫殿式建筑,主体为钢筋混凝土结构,采用耐火砖外墙,大面积落地钢窗。


【1949 年至 1970 年时期的木结构建筑】

01

现代主义的短暂发展(1949-1952)

?建筑类型:工人新村式建筑

?技术发展:砖木结构、混凝土框架结构


新中国成立之初, 百废待兴,这一时期建设活动主要集中在修补战争中遭到破坏的建筑,并兴建了一些急需的建筑。受勒·柯布西耶的“光辉城市”、高 层 集合住宅理论 ;格罗皮厄斯的“ 行列式集合住宅 ” 理论 ;1933 年《 雅典宪章》功能城市组织结构理论等西方现代主义建筑和城市规划理论的影响,我国建设了大量投资较少的“ 工人新村”,这些新村住宅区别于中国的传统木结构建筑。


【曹杨新村为二层联列式砖木结构建筑】

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曹杨新村为二层联列式砖木结构建筑,具有现代主义建筑的特点。此外,我国还建设了少量文教医疗、商业和观演建筑,都不再采用单纯的传统木结构,例如同济大学文远楼就采用了混凝土框架结构。


02

民族主义思想 :传统复兴式建筑 (1952-1954)

?建筑类型:民族形式复古建筑,这一时期以大屋顶作为“社会主义内容,民族形式”的 典型代表

?技术发展:运用了现代建筑材料及技术,解决了传统木结构建筑跨度受限的问题


【重庆市人民大礼堂穹顶】

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重庆市人民大礼堂穹顶钢结构之上的木屋盖系统,以36榀木屋架为主承重结构,木屋架的竖腹杆下端通过栓锚连接在穹顶钢结构节点上 。巧妙地运用了现代建筑材料及技术,解决了传统木结构建筑跨度受限的问题, 顺应了当时传统复兴的建筑潮流。


03

1955 年至 1959 年时期的木结构 建筑

?建筑类型:复古建筑不再是主流,国内建筑出现简约化的倾向。

?技术发展:砖石作为外部承重墙,内部为木柱承重,使用木架楼板、两坡顶木屋架,与传统木结构相比结构更加合理、技术简单。


04

1970 年至 2000 年时期的木结构 建筑

?建筑类型:20世纪80年代,由于盲目建设和滥砍滥伐,我国的林木资源几乎消耗殆尽。砖木结构逐渐被混凝土框架结构、钢筋混凝土结构替代。


我国现代木结构建筑的主要结构形式

01

木梁结构

发昌村文化活动中心采用了传统的 4m×4m 木梁柱结构,室内为获得均匀稳定的光线,采用三角形斜屋面,利用北向高侧窗采光,屋面出挑 1.5m 开敞 外廊挑檐空间,形成檐下灰空间供村民使用。


索支梁是传统木梁结构的一种变形,工作时梁弯矩较小,可使截面尺寸不大 的木梁达到更大跨度,不仅节省木材,而且能减少对室内空间效果的影响。万科青岛小镇游客中心起伏的屋面与山的走势遥相呼应,室内采用索支木梁结构, 取消多余的柱子,争取了更多室内开敞空间,梁由 SPF木材代替,支杆简洁的 线条有韵律地排布,室内空间效果好。


树状柱结构也是传统梁柱木结构的变形之一,除了作为建筑的支撑结构, 也可利用这样的结构使建筑的局部或屋 檐向外拓展。江苏省绿色建筑博览园木营造馆展示馆采用了最简单的 Y 型二级分枝的树状柱。从树状主柱分出两根一级分枝柱,胶合木梁并排把一级分枝柱上部夹在梁中。树形柱和大跨梁的采用, 增加了柱间距,且艺术效果好。


华黎的木结构作品“林建筑”的树状柱结构单元由一根柱子和四个悬臂梁 (主梁)组成,每个单元的主梁相互连接 而形成四点交汇的节点。柱网规则,柱子有三种高度 , 树形的结构连接成一片巨大的屋顶,形成许多散布的遮蔽空间, 人工打造的森林与建筑周围自然的森林 呼应。


02

木桁架

桁架是由杆件组成的一种格构式结构体系,内力分布均匀,充分利用材料 的强度 ,在跨度较大时与实腹梁相比能更多地节省材料。2018年江苏园艺博览会主展馆的大厅空间采用了三角形桁架结构,斜向腹杆上端夹在横向弦杆中,下端与竖直放置的直梁连接,两根一组的下弦杆夹住斜向腹杆, 桁架的使用获得了较大的跨度,大厅空间减少了结构柱。


江苏园艺博览会主展馆大厅桁架木结构

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03

拱木结构

拱结构以承受轴向压力为主,江苏省园艺博览会主展馆走廊空间,采用拱结构,走廊空间架空,其下为室外景观水体,为尽量避免使用结构柱, 因此采用了在拱结构的四个节点处用钢 索吊四根水平放置的直梁用以支撑走廊空间,结构取自桥梁的意向,结构清晰, 造型优美。


【江苏省园艺博览会主展馆拱木结构】

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04

折板木结构

折板结构是以一定倾斜角度整体相连的一种薄板体系 ,由折板和横隔构件组成,呈空间受力状态,具有良好的力学性能,结构厚度薄,省材料,可预制装配,省模板,构造简单,具有起伏的轮廓和丰富的形式。西郊宾馆意境园建筑模拟了树林的姿态,柱网错动布置, 屋面采用尺寸相同的折板错落拼合,形成 三维空间结构,室内空间灵动且个性鲜明, 兼具层次感与秩序感,贯穿了餐厅、会议室、附属空间,强化了室内空间的趣味性。


05

编织木结构

编织结构是一种由多根杆件以一定 规律通过节点组成的空间结构,编织建 筑是建构的表达形式之一 。编织结构 可分为单层或双层,多数是有推力的结 构,支座条件较复杂,外形丰富多变。 


中国现代木结构中木材与其他材料的混合运用

01

钢木混合结构


钢木两种材料均可循环利用,重量轻、抗震能力强,钢木混合结构结合了两种材料的优点,能实现装配化绿色施工建造。宝华山下的慈悲喜舍建筑可为游客提供会议、特色婚礼、音乐会、佛教禅修班等多种体验项目。主体为钢木混合结构,采400mm×900mm的胶合木柱,胶合木主梁跨度达 21.6m,次梁为钢结构弯弧梁,屋盖最高处11.35m,屋面采用小青瓦,舒展的木屋顶结构造型优美,气势磅礴。杨树浦驿站——人人屋主体结构采用了钢木混合结构,木结构构架的设计以人字形落地杆件为基本单元,不断重复并相互支撑形成整体空间结构,这也是取名人人屋的另一层含义 。


【慈悲喜舍钢木混合结构】

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02

木 - 混凝土混合结构

木 - 混凝土混合结构质轻、抗震强度高、经济实用, 弥补了两种材料的自身缺陷。龙门文化中心使用穿孔青铜钢板造顶,使得板材更轻,与重型混凝土结构形成鲜明对比, 松木是当地最常见的材料之一,混凝土在松木模板内浇筑,十分结实,体现了现代结构材料的特点又展现了地域性特色。


随着百年来现代主义对我国木结构建筑理论和实践的影响和国情的变化,木结构在我国出现、成熟、消亡、重生。今后我国应在研究和学习他国现有经验的基础上,弥补理论缺失、突破技术瓶颈、打破条件限制,充分发挥现代木结构建筑的优越性。

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本文来源:期刊  智能建筑与智慧城市. 2020,(01):



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