世界現(xiàn)存規(guī)模最大的木結(jié)構(gòu)宮殿建筑——故宮
構(gòu)思最大膽巧妙的木結(jié)構(gòu)——廣西容縣真武閣
怎么樣，有沒有被我國的傳統(tǒng)木結(jié)構(gòu)建筑驚艷到？
是不是已經(jīng)在慨嘆我國木結(jié)構(gòu)建筑歷史的輝煌與厚重？
下面，將繼續(xù)對木結(jié)構(gòu)進行更加深入專業(yè)的了解。
我國傳統(tǒng)木結(jié)構(gòu)建筑技術(shù)在世界木結(jié)構(gòu)歷史上有著濃墨重彩的一筆，但是近代以來，我國木結(jié)構(gòu)的發(fā)展一度停滯不前。在發(fā)達國家，現(xiàn)代木結(jié)構(gòu)建筑已經(jīng)十分普遍，美國90%的獨戶別墅都采用了木結(jié)構(gòu)，日本的新建建筑中也有超過50%為木結(jié)構(gòu)建筑。而我國的木結(jié)構(gòu)直至上個世紀90年代才又迎來了新的春天。
隨著現(xiàn)代技術(shù)的發(fā)展，單純的木結(jié)構(gòu)已經(jīng)不能滿足各個方面的需求。在木結(jié)構(gòu)中融入鋼材，不僅使整個結(jié)構(gòu)具備了較強的拉、壓、彎能力，并且鋼節(jié)點的設(shè)計也極大地簡化了構(gòu)件的連接，同時將冷峻堅毅的鋼材與自然又富有暖意的木材結(jié)合，使得鋼木結(jié)構(gòu)有一種獨有的氣息，既有現(xiàn)代感又不失親和力。
日本的鬼石多功能廳，其演講廳的屋頂采用了以木材作為腹板、木材外貼鋼材作為翼緣的鋼-翼緣型梁，這是在木結(jié)構(gòu)構(gòu)件中局部采用鋼結(jié)構(gòu)替代的經(jīng)典案例。
2010年溫哥華冬季奧運會的速滑館Richmond Oval由加拿大著名木結(jié)構(gòu)工程設(shè)計師艾普設(shè)計。這項設(shè)計擁有全球最大跨度的鋼木結(jié)構(gòu)屋頂，并獲得了世界最佳運動場所設(shè)計獎。
該館建筑面積33000㎡，可容納8000名觀眾，跨度達到100m。速滑館由2400m³的SPF規(guī)格材（用于波浪木屋面板）、19000張1.2m×2.4m的花旗松膠合板（主要用于屋面）和2400m³的花旗松膠合梁（用于屋面拱），結(jié)合70m³的黃柏膠合木柱（用于室外支撐柱）構(gòu)成。速滑館底部兩層的地面是現(xiàn)澆混凝土，屋蓋由100m跨度的鋼-膠合木復(fù)合拱支撐在巨大的斜向混凝土支墩上，鋼木復(fù)合拱的截面為空心V形，空心結(jié)構(gòu)為管線的鋪設(shè)提供了空間，拱身上可以看到有空調(diào)系統(tǒng)的出（進）風(fēng)口。這個建筑優(yōu)雅美觀又不失實用性。
1997年完成的日本大館樹海體育館是日本最大型的木制拱形結(jié)構(gòu)，由伊東豐雄建筑設(shè)計事務(wù)所和竹中工務(wù)店聯(lián)合設(shè)計。橢圓形的屋頂?shù)拈L軸175m、短軸157m，最高處52m，可以容納5040人同時觀看比賽，是名副其實的世界最大長軸的木結(jié)構(gòu)建筑。
結(jié)構(gòu)屋頂?shù)目蚣苁怯煽v長3到5m的拱構(gòu)架每隔6m安置并且相互連接，形成格子狀的設(shè)計。垂直于體育館長軸方向的木拱斷面較大，起主要結(jié)構(gòu)作用；平行于長軸方向的木拱較為纖細，并分成上下兩部分穿過垂直方向的木拱，起固定并支撐屋面結(jié)構(gòu)的作用。整個拱架是一個鋼木復(fù)合的結(jié)構(gòu)體系：六角形的鋼管捆束，鋼桿用于斜撐，鋼索用于拉緊各個桿件。整個結(jié)構(gòu)充分利用了材料的特性。
位于日本中部的出云穹頂是典型的索支撐式拱結(jié)構(gòu)體系，該建筑的表現(xiàn)形式是鋼木格構(gòu)式立體拱穹頂。它是當?shù)卣疄閼c祝小城成立五十周年而建造的一個綜合集會空間。
索支撐式拱結(jié)構(gòu)體系拱架的直徑為140m，高度49m，由36榀放射狀的木質(zhì)拱和張拉鋼弦組合形成傘狀結(jié)構(gòu)，兩者的組合從結(jié)構(gòu)效能角度講增加了整個體系的剛度和強度，同時傘狀結(jié)構(gòu)顯示出舒展的輕柔與緊張感，傳遞著由復(fù)合構(gòu)件組成的粗壯溫暖的感覺。
由竹中工務(wù)店設(shè)計的位于日本的白龍穹頂是組合懸索結(jié)構(gòu)體系的典型實例。該建筑為舉行正式的籃球、排球和柔道、劍道等賽事而建，是日本首次采用現(xiàn)場膠合的大型梳齒狀對接接頭的杰作。
體育館內(nèi)，借助層板膠合木與膜材料的相互配合，旨在營造一個融于溫暖柔和的大自然中的室內(nèi)空間。比賽館的平面為50m×47m，建筑最高處19.5m，出于滿足建筑功能和建筑造型的需要，該建筑中通過設(shè)置中央支撐結(jié)構(gòu)——剛性較大的格構(gòu)式膠合木拱，適當?shù)靥岣咂浔荣悎龅厣戏降膬艨崭叨�，兩�?cè)的鋼索網(wǎng)由從拱券向外框延伸的10根懸索(承重索)和與其呈正交方式布置的單側(cè)共7根的壓頂鋼索(穩(wěn)定索)構(gòu)成，索網(wǎng)網(wǎng)格大小約50cm，其下垂形式與看臺升起坡度一致，這樣所形成的內(nèi)部空間體積最小。
意大利建筑師倫佐﹒皮阿諾于1991 年設(shè)計的“讓-瑪麗﹒吉帕歐文化中心”（1991-1998）不僅采用先進的建筑技術(shù)創(chuàng)造了現(xiàn)代化舒適文明的建筑環(huán)境，而且在材料運用及地方特色營造上也作了有益的探索。
這些曲線形的棚屋由木肋條和木隔柵通過鋼桿支撐形成建筑的第一層表皮，起著吸納和引導(dǎo)當?shù)睾ｏL(fēng)的主要功能。該結(jié)構(gòu)可以看作是一系列格構(gòu)式空間桁架排列組合而成的鋼木混合體系，整個體系由粗壯的受壓力木構(gòu)件和纖細的受拉力鋼拉桿或拉索組成，兩者的并置形成視覺上強烈的粗與細、剛與柔的對比，彰顯了鋼材極強的抗拉能力，也強調(diào)了木材較好的抗壓彎能力等材料特性。在水平和對角線方向穿插的鋼索提高了結(jié)構(gòu)的側(cè)向剛度，同時融入整體建筑造型，外圍弓形的木構(gòu)件賦予整個建筑以張力。
塔科馬穹頂作為美國華盛頓州塔科馬市的一個多功能賽場和會議中心，由美國西部木結(jié)構(gòu)公司設(shè)計。這一綜合設(shè)施包括一個直徑162m的穹頂。木結(jié)構(gòu)穹頂高出地面達45.7m。穹頂結(jié)構(gòu)包括重復(fù)的三角形木構(gòu)架，這些構(gòu)架交織成一個巨大的弧形，能夠承受相當?shù)暮奢d。木檁搭在主要的弧形結(jié)構(gòu)上。主要的構(gòu)架或者穹頂肋骨采用200mm×762mm的膠合梁。每一根主肋被彎曲以適應(yīng)穹頂表面的曲線，主肋被Varax轂互相連接起來。這些六邊形的鋼連接構(gòu)件能夠?qū)⑤S線方向的壓力、剪力和彎矩從肋骨的端部傳遞到其他5根與之相接的肋骨。這樣的連接件使得穹頂形成一個三維的空間構(gòu)架，能夠承載足夠的荷載。
同樣由美國西部木結(jié)構(gòu)公司設(shè)計的亞洲最大木結(jié)構(gòu)會館——貴州省百里杜鵑國際會展中心，其畢節(jié)穹頂中心跨度53m，中間沒有采用一根柱子作為支撐。6個葉片跨度18m。穹頂采用的形式類似于塔科馬市體育館，同樣是凱威特型單層球面木結(jié)構(gòu)網(wǎng)殼形式，節(jié)點采用膠合木桿件-鋼夾板螺栓連接形式。
天津華僑城歡樂谷文化演藝中心項目，完工于2012年，采用木結(jié)構(gòu)單層球面網(wǎng)殼，節(jié)點處為木桿件-鋼夾板螺栓連接。設(shè)計使用年限50年，建筑結(jié)構(gòu)安全等級為二級，抗震設(shè)防烈度等級七度。外部框架采用膠合木結(jié)構(gòu)穹頂按球面曲線設(shè)計，球體半徑57m，弦高19m，木穹頂?shù)走厛A直徑85m，采用6m高混凝土柱支撐，是目前國內(nèi)單體規(guī)模最大的木結(jié)構(gòu)建筑之一，屋頂結(jié)構(gòu)木梁均采用膠合木結(jié)構(gòu)。施工單位為上海臻源木結(jié)構(gòu)公司。
漢諾威世博會展棚建成于2000年．設(shè)計師尤利烏斯·納特爾將10個傘形的屋頂懸掛在26m高的木柱上，其中木塔上面的鋼制金字塔式結(jié)構(gòu)連接懸臂木粱與木柱，每個屋頂覆蓋面積為1600㎡，木網(wǎng)格殼體間彼此連接，相互支撐。其屋頂展現(xiàn)了鋼木結(jié)構(gòu)建筑的造型潛力，壘疊式木板結(jié)構(gòu)能有效地完成雙曲網(wǎng)格殼體，以往這種雙曲形式一般只能在鋼索網(wǎng)結(jié)構(gòu)中見到。殼體的網(wǎng)格大小不一，網(wǎng)格的非理性的表皮圖案真實地反映了網(wǎng)殼的受力狀：受力較大的地方桿件布置加密；殼體的高點受力較小，其構(gòu)件布置稀疏。其結(jié)構(gòu)計算結(jié)果對建筑師確定非均勻網(wǎng)格的形式起到了關(guān)鍵性作用，達到了結(jié)構(gòu)技術(shù)與建筑美學(xué)的平衡。
2000年9月建于美國俄勒岡州比弗頓市的圖書館使用16根由膠合板構(gòu)成的樹狀結(jié)構(gòu)柱，節(jié)點處采用鋼節(jié)點。膠合層木柱子既是對圖書館前那棵美國大梧桐的一個回應(yīng)，也是比弗頓市的口號“樹木之城”的寫照。
用螺栓固定在底部的4個分支部分形成一組7.92m的喬木樹狀柱子，所有的64個分支都由花旗松疊層結(jié)構(gòu)構(gòu)成，其厚度大約是普通膠合板的一半，從而允許更大的彎曲半徑。這些柱子之上是兩層格子結(jié)構(gòu)，最上層的較輕的格子結(jié)構(gòu)，是由正交平面旋轉(zhuǎn)45度形成的。其下是呈正交布置的主體格子結(jié)構(gòu)。其結(jié)構(gòu)傳力路徑是屋面荷載經(jīng)由較輕的格子結(jié)構(gòu)傳遞至主體格子結(jié)構(gòu)，分散至樹狀結(jié)構(gòu)的各分枝，然后匯總至各樹狀結(jié)構(gòu)的主干，最后傳入基礎(chǔ)。
“木材看起來美麗動人，摸起來柔軟而舒適，嗅起來有大自然的芬芳，聽起來牢固可靠”，而鋼材這種人工化的材料充滿理性冷峻之感。鋼木結(jié)構(gòu)則融合了二者在建筑造型及結(jié)構(gòu)上的優(yōu)點。在全球倡導(dǎo)綠色環(huán)保的背景下，雖然我國對于鋼木結(jié)構(gòu)的研究尚處于起步階段，存在這樣那樣的問題，但鋼木結(jié)構(gòu)的發(fā)展十分迅速，應(yīng)用領(lǐng)域也在逐步擴大，必將得到更多的推廣及應(yīng)用。
