祁云揚(yáng)，黃浩，鄧高峰，向陽，唐迪，潘秋雨，馮豆

（1 重慶大學(xué) 土木工程學(xué)院、山地城鎮(zhèn)建設(shè)與新技術(shù)教育部重點(diǎn)實驗室，重慶 400045； 2 重慶大學(xué)建筑規(guī)劃設(shè)計研究總院有限公司，重慶 400045）

0 引言

傳統(tǒng)木結(jié)構(gòu)是中華文明的重要元素，其發(fā)展歷史悠久、源遠(yuǎn)流長，逐漸形成了獨(dú)有的結(jié)構(gòu)體系、建造技藝及文化特征，并深遠(yuǎn)影響了東亞及南亞地區(qū)的建筑樣式及風(fēng)格。因具有取材方便、建造便捷、造型多變等多種優(yōu)勢，木結(jié)構(gòu)成為了中國傳統(tǒng)建筑結(jié)構(gòu)的主要型式。近年來，隨著我國經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展以及人民對傳統(tǒng)文化需求的快速增長，在美麗鄉(xiāng)村、文化振興等國家重大戰(zhàn)略的指引下，既有傳統(tǒng)木結(jié)構(gòu)的修繕保護(hù)及新建傳統(tǒng)木結(jié)構(gòu)方面的工程需求持續(xù)增長。

但從總體上看，針對中國傳統(tǒng)木結(jié)構(gòu)性能的研究仍處于基礎(chǔ)積累階段，尚未完整建立起幾類常用結(jié)構(gòu)體系性能的系統(tǒng)性知識體系及評價體系； 在標(biāo)準(zhǔn)體系方面，尚未形成采用現(xiàn)代工程技術(shù)手段對傳統(tǒng)木結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析、設(shè)計、評估及加固的適用框架及條文[1-3]。 此外，對傳統(tǒng)木結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)的實地調(diào)查較少，研究過程中采用的試驗對象或分析對象存在與實體建筑偏差較大或代表性不強(qiáng)等問題。在相關(guān)工程實踐中，存在研究積累不足、標(biāo)準(zhǔn)較為欠缺等突出問題，相關(guān)現(xiàn)狀及短板制約了對傳統(tǒng)木結(jié)構(gòu)工程的科學(xué)保護(hù)及利用。

針對上述需求及問題， 本文以重慶地區(qū)傳統(tǒng)木結(jié)構(gòu)建筑的運(yùn)維現(xiàn)狀調(diào)查為起點(diǎn)， 對其展開討論， 通過開展廣泛的實地調(diào)查獲得第一手的建筑運(yùn)維狀況信息，再結(jié)合研究進(jìn)展、標(biāo)準(zhǔn)體系等方面的總結(jié)進(jìn)行綜合探討，以期達(dá)到全面認(rèn)識重慶地區(qū)傳統(tǒng)木結(jié)構(gòu)的運(yùn)維狀況、研究現(xiàn)狀及技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)短板的目的，為后續(xù)研究及工程實踐提供參考。

1 調(diào)研方案簡介

為使調(diào)研結(jié)果更具代表性， 本文選取重慶主城九區(qū)及主城外各區(qū)縣分布的共30 個目的地進(jìn)行了調(diào)查，調(diào)研地分布見表1。

表1 調(diào)研對象分類

現(xiàn)場調(diào)研工作主要以既有傳統(tǒng)木結(jié)構(gòu)（古建筑或者優(yōu)秀歷史建筑等）以及近年來新建的傳統(tǒng)木結(jié)構(gòu)兩條主線展開。 重點(diǎn)關(guān)注以下幾部分內(nèi)容：①結(jié)構(gòu)型式；②構(gòu)造做法（基礎(chǔ)、連接及構(gòu)架、圍護(hù)結(jié)構(gòu)）；③殘損狀態(tài)；④運(yùn)維管理情況。

2 結(jié)構(gòu)特征

2.1 構(gòu)架（結(jié)構(gòu)）型式

經(jīng)調(diào)研，重慶地區(qū)常見的構(gòu)架型式主要有：穿斗式、抬擔(dān)式、抬梁式、抬梁穿斗混合構(gòu)架、石木混合承重構(gòu)架等，具體的介紹詳見圖1 及表2。

圖1 構(gòu)架（結(jié)構(gòu)）型式

表2 構(gòu)架（結(jié)構(gòu)）型式分類

2.2 基礎(chǔ)做法

根據(jù)做法不同，重慶地區(qū)傳統(tǒng)木結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)可分為：槽形基礎(chǔ)和滿堂基礎(chǔ)[4]。 對兩類基礎(chǔ)的簡介詳見圖2 及表3。

表3 基礎(chǔ)做法分類

圖2 基礎(chǔ)做法

2.3 墻體做法

按照墻體材料不同，穿斗式木結(jié)構(gòu)的內(nèi)嵌墻體可以分為竹編泥墻、木板墻、磚砌體墻以及石墻等。 詳細(xì)介紹參考圖3 及表4。

圖3 墻體結(jié)構(gòu)型式

表4 墻體做法分類

2.4 檁條做法

檁條是穿斗式木結(jié)構(gòu)傳遞屋面荷載及水平荷載的重要構(gòu)件，其做法直接影響結(jié)構(gòu)的縱向抗側(cè)剛度[6]。 調(diào)研發(fā)現(xiàn)，重慶地區(qū)傳統(tǒng)木結(jié)構(gòu)的屋面檁條通常有兩種類型——單層檁條（圖4a）及雙層檁條。 雙層檁條根據(jù)上下層檁條的連接關(guān)系，分為無連接和有連接。 無連接時若檁身平直，上下層檁條通常緊挨設(shè)置（圖4b）或錯開平行設(shè)置（圖4c）；若某根檁條有撓度，通常將其作為下層檁條，且使撓度方向朝屋頂上方向，有利于結(jié)構(gòu)受力（圖4d）。 有連接時檁條設(shè)置一根或兩根短木柱在檁身的中部或三等分點(diǎn)，整體上呈對稱布置（圖4e、f）。

圖4 檁條做法

2.5 節(jié)點(diǎn)做法

重慶地區(qū)的傳統(tǒng)木結(jié)構(gòu)以穿斗式木結(jié)構(gòu)為主，下面主要從兩個角度——柱腳節(jié)點(diǎn)和枋-柱榫卯節(jié)點(diǎn)進(jìn)行介紹。 詳細(xì)介紹見表5 及圖5。

圖5 節(jié)點(diǎn)做法

表5 節(jié)點(diǎn)做法分類

對于常見的單層穿枋-木柱節(jié)點(diǎn)，需進(jìn)一步介紹，按節(jié)點(diǎn)處銷釘與木楔的位置及不同榫頭構(gòu)造分類，分類結(jié)果見表6 及圖6。

圖6 單層穿枋-木柱節(jié)點(diǎn)

表6 單層穿枋-木柱節(jié)點(diǎn)分類

3 運(yùn)行現(xiàn)狀中的突出問題

3.1 既有傳統(tǒng)木結(jié)構(gòu)運(yùn)營中的問題

經(jīng)過大范圍的實地調(diào)研，筆者發(fā)現(xiàn)了許多可能影響傳統(tǒng)木結(jié)構(gòu)性能的問題和隱患，下面將對出現(xiàn)次數(shù)較多的幾項問題進(jìn)行分類闡述，具體結(jié)果如表7、圖7 所示。

表7 結(jié)構(gòu)隱患分類

圖7 結(jié)構(gòu)隱患分類

3.2 傳統(tǒng)木結(jié)構(gòu)新建工程中的問題

3.2.1 材料選用

調(diào)查發(fā)現(xiàn)，新建的傳統(tǒng)木結(jié)構(gòu)工程在木材選用方面存在較多的問題，集中體現(xiàn)在以下幾個方面：（1）設(shè)計人員未明確材料選擇要求，如樹種、含水率，材質(zhì)等級要求等；（2）目前市場上能直接獲得的原木、方木等材料一般未按照《木結(jié)構(gòu)設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)》等的相關(guān)要求進(jìn)行處理；（3）施工及驗收過程中，技術(shù)人員對木結(jié)構(gòu)材料的技術(shù)要求不了解，把控不到位。

上述問題使得傳統(tǒng)木結(jié)構(gòu)新建工程由于材料原因，讓木結(jié)構(gòu)在使用中短期內(nèi) （1～5年）即出現(xiàn)嚴(yán)重的腐朽及開裂等成為普遍現(xiàn)象。

3.2.2 構(gòu)造處理

調(diào)查發(fā)現(xiàn)， 工程中常見的構(gòu)造失當(dāng)情況有： 柱腳構(gòu)造不當(dāng)，如未設(shè)置基礎(chǔ)石等，易造成柱根腐朽；屋面防水構(gòu)造既未參照傳統(tǒng)做法， 亦與現(xiàn)代做法不符， 特別是檐口部位，易發(fā)生排水不暢及滲漏；構(gòu)件表面涂飾工藝不當(dāng)，如未做地杖即施做面漆等，易引起涂層起皮脫落（圖8）。 由上述構(gòu)造處理不當(dāng)引發(fā)的工程質(zhì)量問題也較為常見。

圖8 柱身起皮脫落

3.2.3 實施中的技術(shù)問題

調(diào)查發(fā)現(xiàn)，部分傳統(tǒng)木結(jié)構(gòu)新建工程未經(jīng)過設(shè)計，其余按照建設(shè)程序?qū)嵤┑墓こ讨校谙嚓P(guān)環(huán)節(jié)存在以下一些普遍問題：

（1） 設(shè)計一般由建筑專業(yè)人員負(fù)責(zé)實施，大部分情況下無結(jié)構(gòu)專業(yè)人員參與；設(shè)計文件中未明確材料選用要求；關(guān)鍵部位設(shè)計深度不足，如節(jié)點(diǎn)構(gòu)造，排水防潮做法等；僅有建筑施工圖，無結(jié)構(gòu)施工圖；

（2） 施工圖審查對結(jié)構(gòu)專業(yè)不做要求，忽視結(jié)構(gòu)安全性；審查人員不熟悉木結(jié)構(gòu)，審查質(zhì)量較低；

（3） 施工及驗收時突出存在材料進(jìn)場無質(zhì)量控制等問題，特別是對含水率無控制。

上述情況造成傳統(tǒng)木結(jié)構(gòu)新建工程的質(zhì)量通病較多。 另外，新建的傳統(tǒng)木結(jié)構(gòu)一般用于公共建筑，其使用用途、荷載條件與傳統(tǒng)用途已經(jīng)有明顯區(qū)別，忽視結(jié)構(gòu)設(shè)計及計算分析，使用過程中出現(xiàn)安全性及耐久性方面的問題也屢見不鮮。

4 標(biāo)準(zhǔn)及管理政策現(xiàn)狀

重慶地區(qū)的傳統(tǒng)木結(jié)構(gòu)以穿斗式木結(jié)構(gòu)為主。 《木結(jié)構(gòu)設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)》[1]（GB 50005—2017）作為專門針對木結(jié)構(gòu)出臺的國家標(biāo)準(zhǔn)，對穿斗式木結(jié)構(gòu)也有一些具體的規(guī)定，但總體上針對性不強(qiáng)。

《建筑抗震設(shè)計規(guī)范》[2]（GB 50011—2010）中的11.3 節(jié)涉及到了多條有關(guān)穿斗式木結(jié)構(gòu)的規(guī)定，明確了穿斗式木結(jié)構(gòu)的可建高度、穿枋設(shè)置部位及穿枋開榫要求，規(guī)定平面外的穩(wěn)定性需要依靠縱向支撐來保持。 相應(yīng)措施對傳統(tǒng)木結(jié)構(gòu)的文化特征有一定的影響。

《古建筑木結(jié)構(gòu)維護(hù)與加固技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》[3]《古建筑木結(jié)構(gòu)檢測技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》[7]等規(guī)范對既有傳統(tǒng)木結(jié)構(gòu)的檢測、鑒定及加固等有較全面的規(guī)定，但鑒于傳統(tǒng)木結(jié)構(gòu)建筑本身較強(qiáng)的地域性，其適用性需結(jié)合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的編制背景條件進(jìn)行進(jìn)一步明確。 另外，針對傳統(tǒng)木結(jié)構(gòu)的加固處理方法仍十分缺乏，尚需結(jié)合目前的一些新材料、新技術(shù)提出更好的解決方案。

5 討論與建議

本文通過對大量實地調(diào)研資料的梳理和總結(jié)， 從結(jié)構(gòu)型式、基礎(chǔ)、墻體、屋面及節(jié)點(diǎn)幾個角度介紹了重慶地區(qū)傳統(tǒng)木結(jié)構(gòu)普遍的構(gòu)造做法；同時對走訪過程中發(fā)現(xiàn)的常見結(jié)構(gòu)問題或隱患作了分類，探討了新建傳統(tǒng)形制木結(jié)構(gòu)在建造及運(yùn)營過程中出現(xiàn)的問題。 通過上述工作，除了得到實際工程的第一手資料外，還提出了以下見解與建議：

（1） 傳統(tǒng)木結(jié)構(gòu)具有較強(qiáng)的地域特色，木材選用、結(jié)構(gòu)布置以及使用過程中出現(xiàn)的常見問題等均與地區(qū)的材料供給、風(fēng)俗文化及氣候特點(diǎn)等相關(guān)，具有明顯的地域差別。 因此，建議深入開展針對本地區(qū)的全面的現(xiàn)場調(diào)研及整理工作， 相關(guān)的研究工作、標(biāo)準(zhǔn)制定工作可立足于本地特色開展。 研究宜充分考慮建筑的地域做法及環(huán)境影響等，標(biāo)準(zhǔn)制定則應(yīng)以地方標(biāo)準(zhǔn)編制為主線開展；

（2） 民居建筑及村寨建筑的存量仍較大，但針對這類建筑結(jié)構(gòu)性能的試驗、研究較少，在明確其性能的基礎(chǔ)上制定相應(yīng)的技術(shù)措施，才更有利于科學(xué)地保護(hù)和利用；

（3） 現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)中針對傳統(tǒng)木結(jié)構(gòu)的規(guī)定尚不全面，結(jié)構(gòu)的加固技術(shù)非常缺乏，因此呼吁加大對相關(guān)研究及標(biāo)準(zhǔn)制定的支持力度，加強(qiáng)對相關(guān)工程實施過程中的技術(shù)流程管理、質(zhì)量管控等。