裝配式木結構在古建筑中的研究與應用

柴莎莎

（山西三建集團有限公司，山西 長治046000）

0 引言

裝配式建筑是指將工廠化生產的部品部件，在施工現場進行組裝和連接而成的建筑，主要包括裝配式混凝土建筑、鋼結構建筑和現代木結構建筑。作為建筑材料，木結構是我國生態(tài)建筑的重要代表，裝配式木結構系統(tǒng)在古建筑改造、修繕中起到良好作用，同時也使建筑的創(chuàng)新與協(xié)調和綠色概念相結合，本文主要圍繞裝配式木結構的應用展開詳細分析。

1 裝配式木結構發(fā)展情況

近幾年，國家先后出臺了《關于大力發(fā)展裝配式建筑的指導意見》《關于促進建筑業(yè)持續(xù)健康發(fā)展的意見》，鼓勵各地區(qū)因地制宜發(fā)展裝配式建筑，截至2020年，我國新開工裝配式建筑面積達6.3億m2，占新建建筑面積的20.5%，超額完成“十三五”規(guī)劃目標。在發(fā)展停滯近二十年后，木結構建筑由于其綠色、可持續(xù)發(fā)展的特性再次回到大眾視野，據統(tǒng)計2019年裝配式木結構建筑達到242萬m2。

裝配式木結構是指在各種建筑中在工廠生產和加工的木結構建筑物的部分或全部建筑構件組件，具有建筑標準化和材料量化的技術特征，然后將材料轉移到施工現場，并采用特定的組件安裝施工機械將各種構件組裝在一起，并發(fā)展成為具有一定使用功能的木結構建筑的構造和使用方法。裝配式木結構除具有大幅降低建造過程中的能源資源消耗、減少施工過程造成的環(huán)境污染影響、提升勞動生產效率和質量安全水平以及促進形成新興產業(yè)等優(yōu)點外，還具有環(huán)保、節(jié)能、可持續(xù)、抗震性能好、設計靈活、改造方便等優(yōu)點。

2 裝配式木結構的特征分析

與其他傳統(tǒng)的裝配式建筑材料相比，裝配式的木質結構的基本特征包括以下特點：

（1）木質裝配式建筑物可以大大提高建筑材料的生產利用率和效率。同時，采用標準化的建筑構件加工生產，也可以在很大程度上有效節(jié)省建筑材料的生產成本，減少建筑垃圾的產生。

（2）從實際工程造價的角度來看，現代木結構建筑采用工廠裝配式和現場組裝的施工方法，節(jié)省大量的建筑人力，由此可更有效地減少企業(yè)人工成本的資本投資。

（3）木結構建筑最重要的技術特點是所有復合構件都可以作為裝配式復合構件使用，因此施工更加方便，對建筑物周圍環(huán)境的不利影響也比較低，工程進度快，節(jié)能效果好。

（4）木結構取材于大自然，天然具備融合歷史文化的特性，故采用裝配式木結構能夠更好地與歷史建筑相搭配、協(xié)調，適用于歷史建筑保護中的改造與修繕。

3 實例分析裝配式木結構在古建筑中的應用

3.1 工程概況

中國（平遙）監(jiān)察學術文化交流中心壹、貳號院興建工程位于平遙縣平遙古城東大街北側原城關醫(yī)院舊址，南北總深51m，東西總寬46m，占地面積2360m2，建筑總面積1956.5m2，建筑高度5～7m，采用磚木結構，屬于單層公建。工程地上一層分別為壹、貳號院正房、東西廂房、東西配房及倒座（南房），垂花門、影壁及后院后門，磚木結構，建筑總長37.9m（含中間過道4.5m），總寬38.61m，建筑高度5～7m，室內外高差為0.13m，建筑總面積為1956.5m2，壹、貳院地上的正房高6.5m，東西廂房地上高6m，東西配房地上高5.61m，倒座（南房）地上高6.3m，垂花門地上高5.67m，影壁地上高4.66m，后院后門地上高6.28m。木構件按傳統(tǒng)工藝開卯貫構，木基層圓椽方飛，望板鋪釘。施工現場布置如圖1所示。

圖1 施工現場布置

3.2 木結構材料情況

項目木構架安裝材料主要用量見表1，進入木構架安裝施工前，應采取一定的措施保證材料質量，木構件無腐朽、死節(jié)、蟲蛀、髓心等現象影響木構架施工質量。

表1 木構架安裝材料用量

3.3 裝配式木結構施工要點

3.3.1 工藝流程

測量放線→復測軸線及標高→安裝裝木柱及柱間支撐→吊車就位→安裝木梁及支撐桿件→安裝夾層木梁→屋面木基層→門窗安裝

3.3.2 施工方法

（1）立架前，技術員必須會同木工帶班及質量對各構件進行一次檢查，查驗構件規(guī)格、數量是否齊備，檢查各構件榫卯是否做好，并按建筑類別、大小及復雜程度，安排好各工種操作人員，向參加人員進行技術交底。

（2）立架時，首先由架子工安每個房間的柱、梁枋等尺寸，定好架子高度，搭設架子，立柱按先定柱后檢查柱子，最后立角檐柱及山柱的順序，依照編號將柱吊立好，并就好柱腳的管腳榫，臨時做支撐固定好柱子，然后將金、檐柱間的穿插枋吊上裝好，再依次小額枋、額墊板、大額枋的順序吊裝，吊完后進行柱子“草撥”，即初步找正，隨后將架的隨梁枋吊裝好，再裝金柱上的檁條、墊板，然后進行正式大架撥正，撥正后用線墜吊線、立正，將各柱用支撐連接并撐牢，然后進行梁架安裝。

（3）正身椽的安裝：以兩側椽頭為準，在椽頂面上楞上釘一小釘，然后拴掛通線，此線必須拉緊拴牢，再用一根新椽從一側向另一側上下平行滾動，滾動時應從上下各一人同時進行，站在下面的人必須保證椽頭頂面的楞跟線走，查看高低情況，發(fā)現有低或高，就應在檁條上做出標記，再進行滾動檢查，在中間釘上一至兩根椽進行挑線，然后從一側用眼貼線穿看保證其平直度，然后開始輔釘，釘椽時應上下各一人，下面的負責看線，看線要精準，確定無誤后，示意上方的人開始操作，釘椽時要注意金盤面平整，不得歪斜，釘先后開始釘檐飛椽頭上的大、小連檐，釘大、小連檐時外立面與舊茬要連接，順檐安裝順直，與椽頭上金盤面貼嚴釘實，并按兩側椽頭上的雀臺寬度安裝里口木。

（4）正身飛頭安裝：首先挑線然后鋪釘，可不用號椽，安裝時飛頭跟線不會有太大的誤差，如有輕微小的高低誤差可修整飛頭后尾解決，主要注意飛椽的椽身必須與檐椽的椽身上下順直，釘飛頭后尾不得少于3根釘，要上中下錯開，不得呈直線釘釘，以免將飛椽釘劈裂，然后釘連檐、鋪釘望板。

（5）木裝修工程：木結構工程中最后是門、窗、隔扇、檻框、門飾鐵件的安裝按傳統(tǒng)方式進行打制。門、窗、隔扇安裝時要做到裁口正角、線條順直、刨面平整、開關靈活、無回彈和倒翹。①上檻、中檻、下檻隨墻體的砌筑進行制安，中檻、上檻按設計圖進行起線；②門頭板用銀錠榫接進行拼接，板門拼縫為平口縫，穿帶嚴緊適度，不得崩楞；③隔扇畫線：將各類構件成批碼放，按制作好的樣板對角盤方后統(tǒng)一畫線，確定各構件的成品規(guī)格、預留相應的榫卯長度；④開榫：對挺邊、抹頭、仔邊、欞條、檻框等構件分類逐漸根據所在位置與結構方式，依據已經確定好的看面方線，用方尺另畫交割線，然后分別用中鋸、線鋸、弓鋸鋸截成榫、鑿斫成卯，同步進行預組裝，其中所立抱框與柱子的接觸面要作叉活處理；⑤差活：將以備好的抱框半成品貼在柱上就位、立直，用線墜將抱框吊直，然后將岔子板一叉蘸墨，另一叉抵住柱子外皮，由上向下的抱框上畫墨線。內外兩面都岔完之后，取下抱框，按墨線砍出抱豁。岔活的目的是使抱框與柱子或墻面貼緊貼實，不留空隙；⑥邊挺、抹頭作雙榫實肩大割角，欞條搭接做馬蜂腰，裙板、絳環(huán)板立面起鼓落地刻起線；⑦起線：起線即對各構件外立面的藝術處理，方法是按按照設計要求制作各構件的起線刨刃，安裝在起線機上，分類成活；⑧安裝：首先用水平尺、垂球、木工鉛、墨線在柱、額上劃定、柱注檻、在中、下檻內側劃定、標注隔扇及轉軸位置，另在中檻劃定隔扇上下找頭和連楹位置，二次用實物預復核無誤后在相應位置開榫鑿卯、歸安構件。

4 結語

綜上所述，裝配式木結構具有節(jié)能、低碳減排、綠色環(huán)保等優(yōu)點，有利于促進建筑業(yè)的不斷轉型和升級。裝配式木結構在古建筑中的應用具有顯著優(yōu)勢，一方面構件工廠化生產、現場裝配、自成結構體系、裝配簡單易行，另一方面基本不改變原建筑外貌，有利于古建筑的保護，值得推廣應用。