木结构（以木材为主制作的结构）

木结构

以木材为主制作的结构

木结构(woodstructure)是以木材为主制作的结构，但由于受自然条件的限制，我国木材相当缺乏，仅在山区、林区和农村有一定的采用。

历史沿革

中国是最早应用木结构的国家之一。根据实践经验采用梁、柱式的木构架，扬木材受压和受弯之长，避受拉和受剪之短，并具有良好的抗震性能；建于辽朝(1056年)的山西省应县木塔，充分体现了结构自重轻、能建造高耸结构的特点。在木结构的细部制作方面，采用干燥的木材制作结构，并使结构的关键部位外露于空气之中，可防潮而免遭腐朽；在木柱下面设置础石，既避免木柱与地面接触受潮，又防止白蚁顺木柱上爬为害结构；在木材表面用较厚的油灰打底，然后油漆，除美化环境外，兼有防腐、防虫和防火的功能。

中国的木结构建筑在唐朝已形成一套严整的制作方法，但见诸文献的是北宋李诫主编的《营造法式》，是中国也是世界上第一部木结构房屋建筑的设计、施工、材料以及工料定额的法规。对房屋设计规定“凡构屋之制，皆以材为祖。材有八等，度屋之大小，因而用之”。即将构件截面分为八种，根据跨度的大小选用。

经按材料力学原理核算，当时木构件截面与跨度的关系符合等强度原则，说明中国宋代已能通过比例关系选材，体现出梁抗弯强度的原理。与梁、柱式的木构架溶为一体的中国木结构建筑艺术别具一格，并在宫殿和园林建筑的亭、台、廊、榭中得到进一步发扬，是中华民族灿烂文化的组成部分。

分类介绍

木结构按连接方式和截面形状分为齿连接的原木或方木结构，裂环、齿板或钉连接的板材结构和胶合木结构。

齿连接的原木或方木结构

以手工操作为主的工地制造的结构。加工简便，发展最早，应用也最广。在中国应用最多的也是这种结构形式。

原木或带髓心的方木在干燥过程中，多发生顺纹开裂。当裂缝与桁架受拉下弦连接处受剪面重合时，将降低木结构的安全度，甚至导致破坏。故在采用原木或方木结构时，应采取可靠措施，尽量减少裂缝对结构的不利影响。

原木和方木截面较大，干燥费时，所以制作时只能采用截面内外平均含水率不大于25％的半干材。半干材在安装后逐渐干燥到与空气中的相对湿度平衡时，将产生横纹干缩，并在节点处产生的横纹或斜纹承压变形偏大，再由于齿连接手工操作的偏差，致使原木或方木结构的变形较大。

原木或方木桁架的下弦除了开裂的影响之外，还常因所供应的木材质量偏低，难以选得符合受拉构件材质标准的木材。为了保证原木或方木结构的安全可靠，在中国大量推广应用钢材作下弦和拉杆的钢木桁架。以保证结构的安全可靠，并在一定程度上提高了结构的刚度，减小了变形。

裂环、齿板或钉连接的板材结构

由厚度在10厘米以内的木板组成的结构。木板厚度小，能在短期内干燥，结构的变形较小，且木板又无完整的年轮，在干燥过程中切向和径向收缩率不一致所引起的翘曲可用加压的方法控制；干燥不均匀引起的内应力很小，即使产生裂缝，因开裂程度轻微，不影响结构的安全。

裂环连接的板材结构

裂环能传递较大的内力，既能用于节点连接，又能用于接头的连接；裂环能标准化生产，环槽可用机具开凿，可使木结构的制作进入工业化生产。

裂环通过环槽承压和连接靠木材受剪传力，其安全度受脆性破坏的木材抗剪强度控制。裂环安装后处于隐蔽状态，不易检查。因此被齿板逐渐取代。

齿板连接的板材结构

冲压而成的齿板用油压机直接压入木材，制造简便，与裂环连接相比，具有较高的紧密性，减小了结构的变形，且便于检查。齿板通过众多的齿分散承压传力，有很好的韧性，比裂环连接可靠。近年来国外多将齿板应用于桁架节点和接头的连接。

钉连接的板材结构

多在工地制造，由于加工方便，可以制成弧形桁架等合理的结构形式，在苏联应用较多。中国曾用于体育馆、仓库等跨度较大的屋盖结构。由于钉连接的后期变形较大，应用受到一定的限制。

胶合木结构

包括层板胶合结构和胶合板结构。由于胶合木结构能较好地利用木材的优点和克服其缺点，使木材在结构中的应用更为合理，所以在一些技术发达的国家得到较大的发展，而成为木结构的主要形式。多用于大跨度的房屋。近年来，美国相继建成直径为153米、162米及208米的胶合木圆顶。

此外，将木材旋切成3～10毫米厚的单板，木纹相互平行层叠热压胶合成30～50毫米厚的板材称为密层胶合木，可用以制成各种构件或结构。密层胶合木的问世使胶合木结构的应用达到新的高度。如建于1976年跨度为122米的密层胶合木筒拱，用于美国爱达荷州立大学足球场的屋盖，上、下翼缘采用由16层单板胶合厚度为45毫米的密层胶合木。

唐宋结构建筑

1、唐代木结构建筑忻州南禅寺

位于忻州市五台县西南的阳白乡李家庄附近南禅寺是目前为止发现最早的唐代木结构古建筑，建立于唐代公元782年。

唐建大佛殿，为南禅寺主殿，外观秀丽，形体俊美、古朴。三间正殿高大雄伟，据实际测量，面宽十一点六二米，进深九点九米。方整的基台几乎占了整个院落的一半，大殿三间见方，单檐灰瓦歇山顶，全殿由由台基、屋架、屋顶三部分组成，共用檐柱12根，殿内没有天花板，也没有柱子，梁架制作极为简练，墙身不负载重量，只起隔挡的作用。屋顶重量主要是通过梁架由檐墙上的柱子支撑。檐墙起间隔内外和防御风雨侵袭的作用。

四周各柱，柱头微向内倾，与横梁构成斜角；四根角柱稍高，与层层迭架、层层伸出的斗拱构成“翘起”。即使梁、柱、枋的结合更加紧凑，增加了建筑物的稳固力，又使出檐深而不低暗，使整个大殿形成有收有放、有抑有扬、轮廓秀丽、气势雄浑的风格，给人以庄重而健美的感觉。屋脊两端装饰着鸱吻。全殿结构简练，形体稳健，庄重大方，体现了我国中唐大型木构建筑的显着特色。

正殿重建于782年（唐德宗建中三年），是我国现存最古老的唐代木构建筑，堪称国宝。殿内的一根大平梁上面，保存有不十分明显的墨迹：“因旧名（时）大唐建中三年……重建殿法显等谨志”，是此殿重建年代的佐证。推算起来，距今已一千二百多年了。

2、唐代木构建筑五台山佛光寺（公元857年）。

佛光寺是现为中国现存排名第二早的唐代木结构建筑，建于唐代大中年间，公元857年。佛光寺全称是佛光真容禅寺，位于山西省五台县城东北30公里佛光山中。寺内唐代木构大殿、彩塑、壁画、墨书题记、金建文殊殿、魏唐墓塔、唐石经幢等，都是具有高度历史、艺术价值的珍贵文物。1937年建筑学家梁思成和林徽因夫妇发现佛光寺的，这是最早标注中国古代建筑发展历史的唐代古建筑。

3、辽代木构建筑蓟县独乐寺（公元987年）

独乐寺是辽代木结构建筑，位于中国天津市蓟县西大街是中国仅存的三大辽代寺院之一，也是中国现存著名的古代建筑之一。独乐寺占地总面积1.6万平方米，寺内现存最古老的两座建筑物山门和观音阁。山门面阔三间，进深四间，上下为两层，中间设平座暗层，通高23米，是国内最古老的高层木结构楼阁式建筑。独乐寺为“上承唐代遗风，下启宋式营造，实研究我国（中国）建筑蜕变之重要资料。

4、辽代木结构建筑华严寺

华严寺是国内现存唯一的辽代木构建筑模型，具有重要的科学研究价值，被建筑学家梁思成称为海内孤品。华严寺位于中国山西省大同市大西街，因佛教华严宗而得名，寺内有辽代的薄伽教藏殿和金代的大雄宝殿以及诸多彩塑，具有极高的文物价值和艺术价值。

华严寺历史上曾分为上、下寺两处独立的寺院

上寺的主殿为大雄宝殿，建于金天眷三年（1140年），单檐庑殿顶，面阔九间，是中国现存最大的辽金时代佛殿。

下寺的主殿为薄伽教藏殿，建于辽重熙七年（1038年），单檐歇山顶，面阔五间，殿内的藻井、壁藏和31尊塑像是辽代的原物。

5、兴隆寺转龙藏殿（公元1052年）

河北省正定县兴隆寺建立于公元1052年，转轮藏格，转轮藏格始建于北宋，这座转轮藏格直径为7米，分为藏座藏身藏顶三部分，中间设一根10.8米的木轴上下贯穿。转龙藏殿全是木结构藏经阁，是中国规模最大，保存最完好的木结构藏经阁。

6、应县木塔。又叫佛宫寺释迦塔，此木结构古建筑建于辽清宁二年（公元1056年），金明昌六年（公元1195年）增修完毕。是中国现存最高最古的一座木构塔式建筑。释迦塔塔高67.31米，底层直径30.27米，呈平面八角形。全塔耗材红松木料3000立方米，2600多吨，纯木结构、无钉无铆。塔内供奉着两颗释迦牟尼佛牙舍利。应县木塔位于山西省朔州市应县城西北佛宫寺内。

参考资料

1.建筑设计知识复习资料：木结构有哪些建筑特点？·建设工程教育网