王瑞勝 陳有亮

（上海理工大學(xué)環(huán)境與建筑學(xué)院，上海 200093）

環(huán)境污染和能源消耗問題迫使各國(guó)探索綠色創(chuàng)新，以滿足可持續(xù)發(fā)展需求[1]。與鋼筋混凝土建筑相比，木結(jié)構(gòu)建筑具有優(yōu)良的抗震、節(jié)能和環(huán)保特性，居住舒適健康，符合綠色發(fā)展的戰(zhàn)略方向；新型工業(yè)化和裝配式技術(shù)更是提高了木結(jié)構(gòu)建筑的施工速度，使其成為最具發(fā)展?jié)摿Φ木G色建筑。

木結(jié)構(gòu)建筑同樣是學(xué)術(shù)界關(guān)注的焦點(diǎn)。學(xué)者們從不同角度對(duì)木結(jié)構(gòu)建筑研究進(jìn)行梳理，為后期研究提供重要的參考信息[2-3]，但仍存在主觀性過強(qiáng)和文獻(xiàn)總結(jié)不足的問題。為此，基于文獻(xiàn)計(jì)量學(xué)，再次回顧既有研究成果，分析發(fā)展現(xiàn)狀、研究熱點(diǎn)和演進(jìn)趨勢(shì)，以期對(duì)今后學(xué)術(shù)研究和工程實(shí)踐有所裨益。

1 研究方法與數(shù)據(jù)來源

知識(shí)圖譜（Knowledge Graph）能挖掘、分析、描繪研究領(lǐng)域間的復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)關(guān)系，為科學(xué)研究提供真實(shí)、有效的參考信息，是跟蹤科技前沿、選擇科研方向、開展知識(shí)管理與輔助科技決策的利器[4]。本文研究方法為定量和定性分析相結(jié)合，其中定量分析以基于文獻(xiàn)計(jì)量學(xué)的文獻(xiàn)綜述為主，定性分析以基于信息可視化的研究熱點(diǎn)和演進(jìn)趨勢(shì)為主。

數(shù)據(jù)來源為CNKI數(shù)據(jù)庫，檢索主題為“木結(jié)構(gòu)建筑”or“木結(jié)構(gòu)”or “木建筑”，限定為SCI、EI、核心、CSSCI和CSCD，檢索跨度為1992—2019 年，檢索時(shí)間為2020 年2 月24 日，人工核查和軟件處理后，共獲得有效文獻(xiàn)1 016 篇。從整個(gè)時(shí)間跨度來說，文獻(xiàn)發(fā)表量呈持續(xù)增長(zhǎng)趨勢(shì)，尤其在過去10 年中，木結(jié)構(gòu)建筑領(lǐng)域研究成果豐碩，平均每年出版約75 篇文獻(xiàn)。

2 文獻(xiàn)信息統(tǒng)計(jì)分析

2.1 期刊統(tǒng)計(jì)

從1992 年到2019 年，共有204 份期刊對(duì)木結(jié)構(gòu)建筑這一主題研究做出貢獻(xiàn)。其中《建筑結(jié)構(gòu)》是最高產(chǎn)的期刊，有82 篇文章，占發(fā)文總量約8.07%，其次是《林產(chǎn)工業(yè)》（72 篇）和《木材工業(yè)》（50 篇），排名前5的期刊主題均與“木結(jié)構(gòu)”和“木建筑”高度相關(guān)（見圖1），排名相對(duì)靠后的《地震工程與工程振動(dòng)》《工程抗震與加固改造》和《世界地震工程》分列第9～11 位，總發(fā)文量71 篇，反映了學(xué)者對(duì)抗震方面的關(guān)注程度。此外，在《林產(chǎn)工業(yè)》上發(fā)表的文章數(shù)量在過去幾年中正以穩(wěn)定速度在大幅增長(zhǎng)。

圖1 中國(guó)木結(jié)構(gòu)建筑領(lǐng)域期刊發(fā)文概況Fig.1 A survey of the journal 's papers in the field of timber buildings research in China

2.2 作者統(tǒng)計(jì)

在過去28 年中，有711 位第一作者，共計(jì)2 061 位作者致力于木結(jié)構(gòu)建筑領(lǐng)域研究， 其中前7 位作者發(fā)文至少20 篇以上，總論文發(fā)表量204 篇，占比約20.08%；表1 顯示了前18 位高產(chǎn)作者的概況，薛建陽以高達(dá)45篇的發(fā)文量霸榜，其次費(fèi)本華和趙鴻鐵分列二三，薛建陽和趙鴻鐵所屬單位則均為西安建筑科技大學(xué)；然而在14 位爆發(fā)性引用作者中，趙鴻鐵以9.621 7 的度居于首位，閆維明則擁有最長(zhǎng)的時(shí)間跨度，從2009—2015，共計(jì)6 年，兩者文章質(zhì)量較高，徐蘭英（2005—2007）和王正（2017—2019）位于首尾，是最早和近期文章引用最強(qiáng)的作者。

表1 中國(guó)木結(jié)構(gòu)建筑領(lǐng)域作者論文發(fā)表概況Tab.1 A survey of the author's papers in the field of timber buildings research in China

2.3 機(jī)構(gòu)統(tǒng)計(jì)

統(tǒng)計(jì)發(fā)現(xiàn)，共有847 個(gè)研究機(jī)構(gòu)參與木結(jié)構(gòu)建筑領(lǐng)域研究，發(fā)文機(jī)構(gòu)中幾乎一半為高校，共計(jì)406 個(gè)，研究院和實(shí)驗(yàn)室共169 個(gè)，其余機(jī)構(gòu)以公司單位和文物中心為主。發(fā)文量超過10 篇的僅有11 個(gè)機(jī)構(gòu)，其中建筑、林業(yè)類高校和林業(yè)研究所占據(jù)絕對(duì)優(yōu)勢(shì)，西安建筑科技大學(xué)土木工程學(xué)院更是以累計(jì)74 篇的顯著優(yōu)勢(shì)位居第一（見圖2）；因作者投稿時(shí)使用單位名稱不一，機(jī)構(gòu)統(tǒng)計(jì)存在重復(fù)問題，將所屬單位匯總后，前三依次為西安建筑科技大學(xué)（88 篇）、中國(guó)林業(yè)科學(xué)研究院（51 篇）和同濟(jì)大學(xué)（41 篇），研究成果較多的機(jī)構(gòu)還有南京林業(yè)大學(xué)和故宮博物院等。

圖2 中國(guó)木結(jié)構(gòu)建筑領(lǐng)域機(jī)構(gòu)可視化概況Fig. 2 A visual overview of institutions in the field of timber buildings research in China

3 研究熱點(diǎn)與演進(jìn)趨勢(shì)

關(guān)鍵詞不僅能夠體現(xiàn)學(xué)者的研究?jī)?nèi)容和文章的主題思想，還能反映學(xué)科領(lǐng)域內(nèi)的研究熱點(diǎn)，關(guān)鍵詞突現(xiàn)的強(qiáng)度和變遷則能夠反映研究熱點(diǎn)的演進(jìn)趨勢(shì)。

3.1 研究熱點(diǎn)

關(guān)鍵詞共現(xiàn)得到的8 個(gè)聚類體現(xiàn)了木結(jié)構(gòu)建筑領(lǐng)域研究的主流方向（見圖3），針對(duì)存在的聚類重疊問題，結(jié)合Timeline View，將其歸納為三個(gè)研究熱點(diǎn)。

圖3 中國(guó)木結(jié)構(gòu)建筑領(lǐng)域文獻(xiàn)關(guān)鍵詞聚類圖譜Fig. 3 Clustering map of keywords in the field of timber buildings in China

3.1.1 以典型木建筑和墓葬考古為主的學(xué)習(xí)研究

此研究熱點(diǎn)主要包括聚類#1 和#5。木結(jié)構(gòu)是我國(guó)傳統(tǒng)建筑的主要形式，現(xiàn)存典型古木結(jié)構(gòu)建筑不僅是古人智慧和建造工藝的結(jié)晶，還是古代歷史文化的表現(xiàn)，其中的榫卯節(jié)點(diǎn)、斗拱結(jié)構(gòu)、受力分析和美學(xué)設(shè)計(jì)等[5-7]，仍值得當(dāng)代學(xué)者們?nèi)パ芯?、學(xué)習(xí)和傳承。宋元時(shí)期的仿木結(jié)構(gòu)，以集中在山西省內(nèi)的磚石墓和壁畫墓為主，極大地豐富了我國(guó)的墓葬文化，墓葬形制、墓葬結(jié)構(gòu)和墓葬文化等是亙古不變的研究熱點(diǎn)[8-9]；值得一提的是，隨著各種建筑材料的廣泛使用，鋼筋混凝土之類的仿木結(jié)構(gòu)建筑正作為景觀建筑逐漸出現(xiàn)在人們的視野中。

3.1.2 以木結(jié)構(gòu)抗震和防火性能為主的常規(guī)研究

此研究熱點(diǎn)主要包括聚類#0、#2 和#4。木制建材與生俱來的抗震特性和防火處理問題，與人民的生命安全、財(cái)產(chǎn)安全密切相關(guān)，是木結(jié)構(gòu)建筑領(lǐng)域的重點(diǎn)研究方向，其中抗震性能、地震響應(yīng)、動(dòng)力特性、耐火極限、防火處理、滅火系統(tǒng)和安全評(píng)估等關(guān)鍵詞出現(xiàn)頻率較高[10-12]，反映了學(xué)者們對(duì)該方面內(nèi)容的高度重視。此外，木結(jié)構(gòu)建筑的設(shè)計(jì)方法、理論研究、受力機(jī)理、抗風(fēng)性能、累積變形、有限元分析和數(shù)值模擬等一系列常規(guī)試驗(yàn)研究[13-15]，是木結(jié)構(gòu)建筑能夠繼續(xù)向前發(fā)展的重要基石，研究涉及內(nèi)容廣泛，也是當(dāng)前的研究熱點(diǎn)之一。

3.1.3 以現(xiàn)代木結(jié)構(gòu)和古建筑加固為主的發(fā)展研究

此研究熱點(diǎn)主要包括聚類#3、#6 和#7?，F(xiàn)代木結(jié)構(gòu)建筑常見于美國(guó)、日本和加拿大等經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)或林業(yè)資源豐富的國(guó)家和地區(qū)，近年來開始在全世界流行。輕型木結(jié)構(gòu)、膠合木結(jié)構(gòu)和原木結(jié)構(gòu)是其主要體系，有關(guān)組合墻體、剪力墻、梁柱螺栓節(jié)點(diǎn)和裝配式建筑等研究較多[16-18]；膠合板、層積板和刨花板等規(guī)格材是其主要建材，力學(xué)性能、彈性模量、尺寸穩(wěn)定性能、集中靜載性能和破壞模式等備受關(guān)注[19]。隨著社會(huì)的發(fā)展和進(jìn)步，古木結(jié)構(gòu)建筑加固改造項(xiàng)目中的加固技術(shù)、移位工程、地基處理和災(zāi)害評(píng)估等研究也成為了極受關(guān)注的熱點(diǎn)[20-22]。

3.2 演進(jìn)趨勢(shì)

對(duì)突現(xiàn)強(qiáng)度較高的關(guān)鍵詞進(jìn)行截取，從表2 可以看出；仿木結(jié)構(gòu)的burst（突現(xiàn)） 值最高，且與墓葬(考古)一詞持續(xù)時(shí)間最長(zhǎng)，此類木結(jié)構(gòu)考古研究是早些年前的關(guān)注重點(diǎn)；2005 年，加拿大木結(jié)構(gòu)房屋中心在上海浦東落成，之后木結(jié)構(gòu)改造和新建項(xiàng)目在各城市間興起，促進(jìn)了中國(guó)現(xiàn)代木結(jié)構(gòu)建筑的發(fā)展；2008 年的汶川地震和震后重建工作，使得木建筑的優(yōu)勢(shì)得到認(rèn)可，抗震特性和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)等研究逐漸豐富起來；從2009 至今，以中國(guó)古建筑、古建筑和木結(jié)構(gòu)古建筑為突現(xiàn)關(guān)鍵詞的古木結(jié)構(gòu)建筑的加固改造開始成為研究熱點(diǎn)；從長(zhǎng)遠(yuǎn)來看，木結(jié)構(gòu)建筑領(lǐng)域研究熱點(diǎn)將向以現(xiàn)代木結(jié)構(gòu)建筑研究為主、其他研究方向?yàn)檩o的趨勢(shì)不斷發(fā)展。

表2 中國(guó)木結(jié)構(gòu)建筑領(lǐng)域文獻(xiàn)關(guān)鍵詞突現(xiàn)Tab. 2 Keywords with the strongest citation bursts in the field of timber buildings in China

4 結(jié)語

十八大以來，黨和國(guó)家高度關(guān)注產(chǎn)業(yè)綠色發(fā)展，對(duì)木結(jié)構(gòu)建筑的建設(shè)也日益重視。因此，客觀地探索其發(fā)展現(xiàn)狀、研究熱點(diǎn)和發(fā)展趨勢(shì)，對(duì)于該領(lǐng)域未來的研究和建設(shè)都具有重要意義。當(dāng)然，本研究仍存在一定的局限性：首先，以知網(wǎng)文獻(xiàn)為數(shù)據(jù)來源，縮小了該領(lǐng)域研究成果范圍，外文文獻(xiàn)、專利信息和其他學(xué)術(shù)報(bào)告等內(nèi)容無法包含在內(nèi)；其次是文獻(xiàn)計(jì)量分析需要完整的文獻(xiàn)信息，因關(guān)鍵信息缺失而剔除的文獻(xiàn)，破壞了檢索數(shù)據(jù)的完整性，使得計(jì)量分析無法做到足夠準(zhǔn)確；最后，選取1992—2019 年作為時(shí)間跨度，決定了本研究成果具有一定的時(shí)效性。未來的相關(guān)研究應(yīng)繼續(xù)拓寬數(shù)據(jù)來源、完善文獻(xiàn)缺失信息、增大時(shí)間跨度和提高研究頻率，以此來為木結(jié)構(gòu)建筑領(lǐng)域的研究發(fā)展提供長(zhǎng)期參考。