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浅谈中式仿古木构建筑的装配式技术应用策略刘婷

发表时间：2020/7/27 来源：《基层建设》2020年第9期作者：刘婷

[导读] 摘要：木构建筑是我国建筑历史上浓墨重彩的一笔，早在公元前五千年前左右，我国黄河流域中下游和长江流域一带就出现了木构建筑，经过夏、商、周的不断生成和奠定，在两汉形成体系，之后经过不断演变和发展，木构建筑已成为我国的标志之一。

        广西壮族自治区展览馆广西南宁 530000
        摘要：木构建筑是我国建筑历史上浓墨重彩的一笔，早在公元前五千年前左右，我国黄河流域中下游和长江流域一带就出现了木构建筑，经过夏、商、周的不断生成和奠定，在两汉形成体系，之后经过不断演变和发展，木构建筑已成为我国的标志之一。传统木构建筑的特点和装配式技术的优势相结合，能有效地解决当前中式仿古木构建筑所面临的问题，使其更好地满足现代社会的发展需求，并且使传统建筑文化遗产得以传承和创新发展。基于此，本文阐述了中式仿古木构建筑的优势与缺陷以及中式仿古木构建筑与装配式木结构体系的结构类型，对中式仿古木构建筑的装配式技术应用策略进行了探讨分析。
        关键词：中式仿古木构建筑；类型；装配式技术；应用；策略
        一、中式仿古木构建筑的优势与缺陷
        中式仿古木构建筑的优势很多，取材方便，温暖自然，易于加工，表现力丰富，适应性很强。木材本身具有柔性，再加上榫卯节点有一定的可活动性，使木构建筑有较强的抗震性能，也便于维修，此外由于木构建筑可以暴露结构，木材得到良好的通风，蛀虫霉变等情况也能及时反映，因此便于修缮。
        同时木构建筑存在许多无法忽视的问题，比如木材越来越稀少，到宋代，建造宫殿所需的大木料已经很紧缺，《营造法式》规定了“大料不能小用，长料不能短用”，且大量的森林遭到砍伐，严重影响生态环境。除此之外，木架建筑易遭虫蛀，易受潮，也易遭火灾，许多著名的古建筑由于灾害，从人们的视野里消失，给世界文化遗产保护带来了巨大的遗憾。
        二、中式仿古木构建筑与装配式木结构体系的结构类型
        1、中式仿古木构建筑的主要结构类型。中式仿古木构建筑的主要结构类型穿斗式和抬梁式。穿斗式木构架是用穿枋把柱子串联形房架，檩条直接搁置在柱头上，沿檩条方向再用斗枋把柱子串联，这种类型多见于南方地区，用料小，整体性强，室内空间尺度不大；抬梁式木构架柱子上搁置梁头，梁上搁置檩条，梁上再矮柱支起较短的梁，层叠而上，多见于北方地区及规模较大的宫殿、庙宇等建筑物。两类木构建筑的墙壁只起维护作用和分隔作用，不承受荷载，即俗话说的“墙倒屋不塌”，具有很强的适应性。由于屋内有木柱承重，因此平面简明，以间为单位。
        2、装配式木结构体系的结构类型。（1）装配式木框架结构。木框架结构使用的主要是梁和柱等构件来作为主要的承重构件，同时将抗侧力构件选择为正交胶合木墙体和木骨架墙体等的木结构类型，木框架-剪力墙和木框架-支撑结构是常见的两种类型，一般适用于住宅、办公楼和公寓等建筑。装配式木框架结构主要是预制和装配组件和构件。（2）装配式木剪力墙结构。一般木剪力墙结构的主要受力构件使用的是剪力墙，正交胶合木墙和木骨架墙是常见的两种结构类型，一般在一些多层和底层的住宅、公寓和办公楼中有着广泛的应用。对于装配式木剪力墙结构来说，它的预制和装配主要是以模块和组件为主。（3）装配式木空间结构。这种空间结构具有明显的三维空间形体，同时它能在荷载的作用下呈现出三维受力特征，薄壳、网架、薄膜等是常见的几种类型，一般应用于一些跨度较大的空间建筑，比如滑雪场、游泳馆和体育场等公共活动场所，这种结构的装配和预制一般使用的是组件和构件。（4）装配式木混合结构。混凝土核心筒和木结构框架是木混合结构的主要形式，一般适用于办公楼、公寓、住宅和酒店等建筑物中。对于装配式木混合结构来说，它的钢筋混凝土核心筒一般需要进行现浇筑，由多种预制结构组合成其木结构部分，施工方式选择使用的是装配化的方式。

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        三、中式仿古木构建筑的装配式技术应用策略
        1、加工装配的标准化和机械化。目前木构件加工工艺产业化程度已经很高，大部分构件可在多个工厂中同时进行标准化制备，相对于传统的现场开料加工，更为高效便捷，大大加快了施工进度，既减少了原料浪费又控制了粉尘和噪声污染，可控的环境温湿度还提高了木制构件的稳定性。工厂的标准化制备，还可在木制构件加工成型后进行防火、防腐、防虫药剂的真空加压浸注处理，以取代传统工艺的现场涂刷和喷洒，效果更为均匀和持久。传统建筑中的石作构件主要包括柱础、角石、角柱、台阶、踏道、门砧限、地栿、雕栏等，在多雨潮湿的岭南地区还有檐廊石柱、虾弓梁、金花狮子斗拱等替代木构的石作，数量众多且规格相近，适合进行工厂标准化加工。分类绘制石作构件图纸后，选料、放样、劈凿、磨光可以在工厂内采用电脑控制的全机械化加工，再进行手工修整，既节省工时和材料，又降低了对工匠的要求。石作构件和预制混凝土仿青砖外墙板在工厂进行预制加工后运至现场吊装、锚固，与构造柱一并浇捣安装，大大减少了现场施工的人员和工期，材料环保且效果可控，中式仿古木构建筑中大量采用各类装饰工艺，如木雕、石雕、砖雕、陶塑、灰塑和彩画等，工艺精美、制作繁复，因其工艺特点的不同，可采用不同的装配式技术。在工厂标准化生产中可使用数控三维雕刻技术，将预设的图样输入电脑，在构件加工时由机器完成雕刻图样的粗胚工作，再由工匠进行细部的雕琢修饰，使对工艺水平要求很高的透雕、镂雕也变得轻松和快捷。如借鉴传统工艺中的贴雕做法，对主体构件的高浮雕部分进行拆分雕刻，再与主体构件拼装，使雕刻与主体构件的工序完全分开，则能降低加工难度、确保构件力学性能，效果无异且有据可依。砖雕和陶塑因图案和构件细小，现场施工复杂且易损坏，可与主体构件一并制作或拼装后一次性吊装，例如砖雕可嵌固于预制混凝土墙板、陶塑可整体拼装附着于预制的暗埋构件，并不影响雕刻本身的装饰艺术效果。灰塑和彩画等工艺需要在主体完工后现场制作，成品极其精细和脆弱，如预先制作安装需做好充分的成品保护工作。
        2、设计施工一体化。中式传统木构建筑的营造与西方近现代建造体系的设计和施工不同，主要依靠官方的定额、定式和工匠传承体系，具备设计施工一体化和标准化的雏形。装配式技术在中式仿古木构建筑上的应用和推广，需要走设计施工一体化的道路。由于木材资源的采伐殆尽和西方近现代建造体系的主流地位，工匠传承体系的人才培养已中断多年，大量的设计和施工人员已不可能再接受传统营造的师带徒模式教育，而电脑技术的发展则提供了传统营造法传承的另一载体。中式仿古木构建筑的设计可使用BIM技术进行三维建模，设计和施工人员通过对选型、材料、技术和工序的全方位模拟，总体把控项目的效果、节点、成本和工期，并指导加工拼装的顺利进行。通过项目的积累和研究，仿古木构建筑的BIM数据库将日益扩大和完善，按不同类型、流派、地域等要素分门别类以便于选用并依托技术发展持续升级，制定可供选用的设计施工的通用标准，大大缩短设计周期、减少设计施工的沟通环节。
        结束语
        综上所述，中式仿古木构建筑的装配式木结构在世界各地都已得到了广泛应用，特别是一些多层和底层的木结构建筑技术体系，已经相对完善和成熟。建筑业要想向着工业化、绿色化和现代化的方向发展，需要积极推广装配式木结构建筑，同时这也是提高建筑安全性能的重要策略，对于促进建筑业的绿色发展具有重要作用。
        参考文献
        [1]张雪妮.浅析我国特色木构建筑的特征与发展[J].西江文艺，2017（14）
        [2]徐哲民.传统木建筑材料在现代建筑设计中的运用研究[J].建筑设计管理，2012（04）
        [3]徐苗.装配式木建筑应用策略研究[D].山东建筑大学,2017
        [4]刘杰，曹晨.装配式结构体系在当代建筑设计中的应用[J].热点聚焦，2017（04）