功能、结构、艺术——木结构节点欣赏

功能、结构、艺术——木结构节点欣赏

柏文峰

【摘要】本文从功能、结构、艺术的角度出发，对国内传统民居和国外一些优秀

木结构的节点做法进行了简要介绍，并据此对我国木结构建筑的发展提

出了一些建议。

【关麓词】木结构节点金属材料

我国传统木结构曾经有过辉煌的历史，是古代宫殿、庙字、桥梁和部分民居的主要结构形式。多年来，由于滥砍滥伐，我国森林资源受到严重破坏，木结构建筑的建造受到严格限制，相关产品、技术的开发十分落后，建筑领域中混凝土、钢材和其他化学合成建材大行其道，这些建筑材料在生产、使用和废弃过程中会对环境造成污染，不符合可持续发展的要求。因此，在大力提倡绿色建筑、生态建筑的背景下，木材作为一种利用太阳能可再生的绿色天然建材，又重新进入人们的视野。

一、我国木结构现状

我国新建木结构建筑大多集中在边远民族地区，木料就地取材，不同民族、不同地区的木建筑对于节点有不同的处理方式。以云南西双版纳傣族民居（图１）和香格里拉藏族民居（图２）为例：两类民居结构构件的加工制作均为手工完成，傣族民居木结构柱子用料较细，如果纵横方向的楼面梁在同一标高与柱子相交，柱子的截面削弱过大，危及结构安全。所以，傣族民居楼面梁在纵横两个方向上锗开，有一定高差，既维护了主体结构的侧向稳定性，又保证了竖向承重结构（柱子）的安全。这是在传统技术和材料条件下较为科学的建造方法，由此自然形成了傣族传统民居轻盈朴素的建筑风格。与此形成鲜明对照的是香格里拉藏族民居，当地历史上森林资源丰富，民居选材用料颇为大气，柱粗梁高，重施彩绘，体现了藏族同胞粗犷外露的性格，建筑具有鲜明的地域特色。从节点上看，由

图１傣族民居图２藏族民居２３０

于柱子粗大，即使两个方向的楼面梁在同一标高处的柱头交汇，对柱头的削弱也不至于影响结构安全，构件实际承受的荷载远远低于构件本身的承载力，结构逻辑缺乏理性。每栋传统藏族民居的木材用量平均在２００ｍ３左右，为傣族传统民居平均每栋木材用量的３倍以上。

除民居外，目前我国木结构的主要应用领域是少部分工业与民用建筑的木屋盖，设计偏重解决功能和结构问题，木结构的艺术表现力基本被忽略，导致构件加工和节点处理较为粗糙，没有达到功能、结构和审美的统一，与国外先进技术相比有很大差距。本文把国外几个木结构工程的节点构造处理展示出来，并附以简要分析，希望读者在欣赏之余能引发关于我国木结构发展的一些思考。

二、国外木结构节点欣赏

第一个作品的相关资料来自于参考文献［３］，图３展示了柱脚的工程实例。从该图可以看出以下两个特点：首先，结点构造准确反映了柱脚的受力状态（固定铰支座）和对材料特性的准确把握，由于木材局部承压能力远低于钢材，在木柱接近地面支座处，用钢托板进行转换；其次，构件设计精巧美观，加工工艺精良。

图４是上部结构的照片。该建筑位于海边，风力很大，木结构主要承受因风而产生的随机动荷载，垂直木柱和弯曲木柱之间通过钢管和钢索联结起来，形成空间结构，设计者对钢构件和木结构的联结节点处进行了认真处理，既保证木柱节点在长期随机动荷载作用下不会发生疲劳破坏，又与其他构件相配合，寻求表达一种与当地文化氛围相和谐的关系，取得了功能、结构和艺术的完美统一。

图３图４

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金属在现代木结构中起着重要作用，虽然在木构件的联结上，两者的结合古己有之。金属的坚硬、寒冷、精致只有在木材柔软、温暖、粗糙的肌理衬托下才能达到震撼的艺术效果（图５）。

图５

木材是各向异性材料，顺纹方向与横纹方向的力学性质相差很大，横纹强度只及顺纹强度的１／１０～１／５，斜纹方向的力学性能介于两者之间。木结构次梁在主梁侧面搭接时，很少采用刚性连接的方法，因为次梁对主梁产生的扭矩将导致主梁顶面横纹受拉，易于开裂。文献［２］记载的一个木结构工程采用网格拱的屋面结构形式。由于拱的效应，小截面的直线短料构成了大跨度的屋顶骨架。拱肋以传递轴向压力为主，避免主梁横纹受拉，而且通过特殊设计的节点连接钢板，巧妙地解决了拱肋与主梁斜交而带来的构件联结问题（图６、图７）。该节点连接钢板被三棵螺栓固定在主梁侧面，然后角部继续弯折，伸人拱肋端部凹槽内，再用两棵螺栓将拱肋与钢板联结在一起。这种做法既保证了主梁的安全，又构成了富有韵律感的屋顶，黑色的联结钢板使节点产生了可靠、凝重的建筑效果。图８、图９展示了另外一种风格的主次梁联结节点的做法，雅致、轻巧。该结构是木材与混凝土的混合结构，木材温暖亲切，混凝土冰冷坚硬，两者在质感上形成鲜明反差，通过乳白色的钢板支座把木梁和混凝土柱和谐地组合起来，在建筑艺术上给人一种全新的感觉。

图６图７

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图８图９木结构中的树形结构也得益于节点技术的发展。图１０中加工精致的联结构件隐藏在４个弯肋的结合处。图１１是日本琦玉县森林科学馆的内景，建筑师采用原木雪松组成一种树状结构，形状复杂、涂成黑色的金属结点板固定在主柱顶部，屋盖支撑短柱犹如树的天然枝权从节点板延伸出去，俨然形成一片室内森林。

幽１０图１１

应该指出的是，计算机辅助设计和制造技术在木结构的发展过程中起着日益重要的作用，某些大跨度结构和特种结构已经出现了明显的高技特征。

三、结语

木结构的健康发展，是美学、文化、材料、构造、加工技术等诸多因素相互作用的结

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