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摘要：改革开放40周年，体育建筑发展至今，需要更加轻盈、高效的结构形式和建筑材料。在可持续发展观与发扬延续传统文化的背景下，大跨木结构的发展逐渐成为建筑设计师们关注的焦点。新型木结构的体育建筑不仅仅具有木材天然，环保的优势，而且还为体育建筑的发展提供了新的方向。
关键词:木结构，体育建筑，木材，大跨度结构
引言
在中国长达几千年的历史传统建造体系中，木结构是主导体系。木材作为一种可再生资源，有很多天然的优势，源于自然、亲近自然的特性使得木材在建筑中有很大的应用价值。中国的榫卯木结构技术本已是一套高度成熟且智慧的建造系统，它的易于建造、良好的抗震性能，可拆装以适应迁建的特点等都是其极大的优点。随着新技术和新材料的出现，木结构被应用到大跨度的体育建筑中。
1研究背景
我国当前城镇化正处于由粗放型扩张向精细化增长，由增量开发向存量更新转型的关键时刻。而体育建筑作为城市发展中重要的组成部分，也在城市发展的过程中产生了巨大的变化。体育建筑的设计重点逐渐向既有体育建筑的价值挖掘、功能提升性能优化等方面转移。众所周知，木材的保温性能较其他材料更加优秀，这样的优势使得木材可以通过减少热损失的方式在调节气温方面有效降低成本。如今越来越多的建筑师将木材作为的建筑材料加入建筑的结构设计制造、表皮纹理的技术表达等环节中。在处处可见“混凝土森林”的当代，人们越来越亲睐自然清新的木结构。木结构在逐渐走向成熟的建筑材料与技术的发展过程中衍生出多种多样不同于传统结构的形式，如桁架拱、伞形穹顶、树形柱、空间网格。在现有的大跨木结构建筑实例中，它所营造的美观造型和绿色自然的效果十分优秀;因此在欧洲、北美和日本等发达地区木结构已被广泛应用于体育馆、展览厅等大型公共建筑中
2现代木结构建筑优点
2.1抗灾性能
木结构建筑在抗震性能方面要优于钢筋混凝土结构和钢结构。过去４０多年来有关地震的研究清楚地显示出木结构建筑卓越的安全性能。木结构抗衡严重震动的效果最佳，人员受伤及结构受损的威胁最低。研究表明震级在里氏５．７级～８．４级之间的地震，由于木材的优势，木建筑物性能一贯优于混凝土和钢材，死亡率也较低。木材轻质高强的特点使得其在地震中占优势。木材更好的弹性能更好的缓冲和分散地震作用力。木结构有很多构件和钉接点，形成有很多辅助荷载通道来缓冲地震能力。目前新型的正交胶合木（ＣＬＴ）剪力墙结构的剪力墙系统可以有效的承受地震引起的侧向荷载。在台风和龙卷风影响中木结构建筑也起到保护作用。抵抗这些强风荷载的能力，取决于附着于地基的的结构以及剪力墙和横隔墙共同作用带来的结构刚度，可以调整剪力墙和横隔墙的强度来应对不同级别的风荷载。
2.2工业化
现代装配式木结构建筑，是指以各种标准化的工程木或经过处理的原木为主要材料，在建筑模数化设计基础上，在工厂按专业设计规范和标准生产具有防潮防腐、防虫防蚁、防火的性能的预制构件，再根据施工进度运送到施工场地进行现场装配而成的建筑。这种装配式建筑的优点是有着更高的工业化程度，限度受气候条件影响小，建造标准化产能高，建筑质量有保证，而且可以集中治理污染。随着木材材料和建造技术以及结构形式的发展，现代装配式木结构具有多种形式，可满足不同的建筑需求。现代装配式木结构设计具有多样性和灵活性，可以批量建造，也能根据进行私人订制，样式多样，满足了现代化建筑需求。
2.3安全耐久
不同构造的木结构在对石膏板等保护、装饰性材料的运用下，可将其耐火时间从45min提高到1．5h。我国建筑的防火规范中对于一般耐火时间的规定为1h。
由于木结构的箱式结构能够很好的将受力均分，自重较其他材料更轻且木结构具有良好的弹性功能，所以木结构在抵抗瞬间冲击力与周期性疲劳破坏的方面有优秀的抵抗能力，这些特点使木结构相比于其他建筑材料具有更加优秀的抗震效果，木结构在地震时极少发生结构性损坏，从而降低地震造成的人员伤亡。
3体育建筑中木结构的应用实例-----上海崇明体育训练基地游泳馆
钢木结构是将钢构件与木构件相互组合形成构筑物的结构体系。钢木结构不仅能够发挥钢构件坚固耐用的优势，而且还能够呈现出木构件丰富多样的表现形式。钢木结构的保温和耐腐蚀的优势很大程度上解决了当前游泳馆建设和使用中的难题。它可以有效减少冷热桥，防止结露，也更耐游泳馆含氯水汽腐蚀，避免破坏构造，影响使用。
以上海市崇明体育训练基地游泳馆工程为例，游泳馆大厅长64m，短向跨度45m，布置有25m×50m游泳池及25m×25m的训练池各一个。设计中，结构师提供可选的结构布置方案分别为平行拱和交叉菱形网格壳体。前者为单向的受力体系，空间作用差;后者纵向和横向刚度更高，为空间作用结构体系。结合建筑师对于室内空间均质肌理和韵律感的设想，选择交叉菱形网格壳体方案，拱壳屋盖与下弦拉索结合顺应泳池空间短向布置，形成钢木混合张弦壳体结构，既充分发挥壳体与张拉结构的综合作用，又将结构形式与池岸泳池空间的不同高度需求相结合，实现了结构与空间的内在结合(见图1，图2)。
图1可供选择的结构布置方案 图2钢木混合张弦壳体结构
4木构体育建筑的发展与展望
2008年北京奥运会的成功举办将我国奥运体育场馆建设推向高潮，加之即将到来的2022年冬奥会，一系列国际上的体育竞技大事件促使我国人民的体育热情高涨，使得形形色色的体育馆络绎不绝地出现在大众视野中。然而，木结构在大跨度建筑中的应用在展览建筑、商业建筑中居多，体育建筑中少之又少。我们只能借鉴国外木构体育建筑方面的资料和技术，来支持我国木构建筑的发展。
建筑师越来越多地把木材作为建筑材料。主要是看好它的可持续性、品质和建设的速度在技术美学的影响下，表皮化成了体育建筑关于高技性、标志性和伦理性的外在表达。但如果不能和人的使用功能和建筑的需求相结合，则容易给人一种孤立的、单一的或者是封闭的表皮感，反而失去了本该承担的技术美学内涵。那么，追求一种以人为本的、实事求是的、具有民族特色的技术美学应是我们要一直探索的。
众所周知，木材是性能优良的保温材料，因此它应用在建筑中可以有效减少热损失从而使气温调节成本降至最低。在防火方面，重木在燃烧时表面会形成一层焦炭层，帮助保护其内部木材，并且维持其强度和结构完整性。此外，木材是可再生资源，其生产与使用有利于环境保护。木材生产所消耗的能量远低于其他建筑材料。在混凝土高楼大厦林立的当代，亲近自然的木结构会给人带来不同的感官体验。
结束语
木结构是我国传统建筑结构，探讨其发展与应用对我国建筑发展及文化传承有着重要的意义。目前我国关于木结构体育建筑的实例屈指可数，这意味着，在木结构体育建筑领域蕴藏着巨大的建筑设计潜力和推动体育建筑设计与木结构设计的巨大能量。将木结构与体育建筑的发展相结合，不仅能够给体育建筑设计带来新颖的表现形式，而且能够将我国传统木构建筑文化承载于体育建筑这样庞大、具有标志性的建筑物从而孕育出新的文化符号。
参考文献
［1］庄惟敏，李兴钢，丁洁民，等．体育建筑发展的当下思考:从增量到存量［J］．当代建筑，2020(6):6-15．
［2］卢怡美．木结构在体育建筑中的应用初探［J］．建筑与文化，2017(11):85-86．
［3］尹婷婷．大跨木结构的发展及在我国的应用前景［J］．建筑施工，2018，40(12):2163-2166．