1 项目概况

华泾公园江南汇项目项目整体用地性质为公共绿地G1，总用地面积14317.69m²，其中建筑面积1690.1m²，除卫生间、设备用房采用混凝土结构外，其余建筑采用木结构形式。本项目的意义在于传承中式传统营造工艺，弘扬大江南的传统文化，丰富市民的游园体验和文化生活。并且，还能展现江南特色、传统特征的江南园林、同时满足关于传统建筑文化的展示功能以及公园的附属接待功能。根据交通和游览需求，公园被划分为东园、中园、西园三个区域进行分区布局，本人负责其中东园部分的结构设计工作。

图1 华泾公园方案效果图

2 本项目的结构设计方案

本项目中除6-3#、6-4#配套用房为钢筋混凝土框架结构,其他均为木结构,其中6-1#、6-2#、6-5#、6-7#、6-8#、6-9#(西入口)为迁建木结构古建筑进行重新搭建,迁建木结构古建筑的柱、梁、枋、檩条等大木构件采用老木料。所用木材、树种见各迁建古建筑材料检测、说明文件;其它建筑如6-9#(连廊一)、6-6#休息亭、6-10#配套用房均为传统木结构形式仿古建筑,柱、梁、枋、檩条等大木构件采用杉木。

6-5#建筑的楼梯梁、楼板采用硬木材料制作;装饰构件如挂落采用老杉木;栏杆、吴王靠等采用樟木。

江南汇项目木结构传统木结构形式仿古建筑采用的木材主要为杉木，其新材料的强度等级取为TC11A。迁建木结构古建筑在选择旧木材用于承重构件或旧木结构构件时，应全面考虑材质、材种、材性以及使用条件、部位和年限等因素；进行验算时，强度设计值的折减系数建议为0.6~0.8，而弹性模量的折减系数Ψ则可设为0.6~0.9。项目的结构做法主要参考了《营造法原》。结构设计时是整体建模进行设计，分为正常使用时木柱木梁的受力和荷载要求，以及极限状态下木柱木梁的受力和荷载要求，其中抗震设计荷载为极限状态下木柱木梁需满足的受力要求。如木柱送检主要按极限荷载、截面积和稳定系数以规范计算的抗压承载力来加载，梁和木桁条统一采用三分点对称加载，跨中最大弯矩按极限荷载和实际截面计算。抗震要求为结构模型计算的规范要求之一。而地勘及木材送检数据、或木材树种为模型提供计算条件。木结构防火设计按照《木结构设计标准》GB50005-2017中第10章防火设计的相关规定，同时应满足《建筑设计防火规范》GB500016-2014（2018）中第11章关于木结构建筑的规定进行设计，防腐处理按照《木结构设计标准》GB50005-2017中第11章的相关规定进行设计。

表1 方木、原木等木材的强度设计值和弹性模量（N/mm²）

因当前保留较好的老建筑基本为国家级、县市级文保建筑，迁建老建筑市场应用较少，市场无迁建老建筑规范，江南汇项目木结构建筑防护按《木结构设计标准》GB5005-2017要求，迁建木结构建筑应使用ACQ防腐剂对木材进行防腐处理，待仿古剂干后再其上涂刷防火清漆，而后饰面油漆工序一次为刷底油一道、补缝处理、刷油色、清漆三道。现场实际施工过程中对这些流程进行了简化，若完全按此施工，迁建的老木料无法呈现出老建筑的包浆历史韵味。

依据JGJ159-2008《古建筑修缮工程施工及验收规范》，老木料裂缝需要维修及加固，江南汇项目迁建的老木料裂缝在补了木材以后再挂腻子，就必须得重新刷上色漆，以盖住裂缝的补丁。

项目部分建筑是由迁建木结构建筑进行重新搭建，目前对于传统老建筑，只有相关的文保建筑修缮规范和验收规范，而文保建筑相关规范针对的是文保建筑。考虑到没有专门的老建筑迁建规范，因此结构计算及审图都是采用当前新建木结构来计算的，此类计算方法也主要参考国外的木结构建筑节点，并没有专门的榫卯节点计算方法。其次江南汇如6-5#五凤楼，其中的木料分成好几种，有老杉木、杂木、硬木树种，且发裂程度各不相同，荷载情况也就不太一样。若有条件提前进行木料送检，可以给结构计算更准确的数据参考。如6-5送检的木柱和木梁主要为硬木，木柱设计荷载为检测荷载的10%，木梁荷载为设计荷载的40%，同时现场实际使用的木梁部分比图纸的尺寸要大，故设计取值其实偏向于更加安全保守。

3 木结构建筑老木料的处理

根据建筑总说明6-1#、6-2#、6-5#、6-7#、6-8#、6-9#(西入口)为迁建木结构古建筑进行重新搭建，迁建木结构古建筑的柱、梁、枋、檩条等大木构件采用老木料。因此需对老木料进行相应的处理。按照《木结构设计标准》(GB 50005-2017)、《古建筑修建工程施工及验收规范》，木料裂缝若超1/3需要替换，或修缮后送检符合要求以后才能施工，同时榫卯处不能有贯穿裂缝。木结构榫卯处有贯穿裂缝的，以及木料的裂缝也超过了1/3的，严格按照规范来看，这些木料均达不到进场施工要求。即便是以修旧如旧为目的的《文物修缮工程验收规范》同样要求木柱木梁等木结构外部裂缝不应大于1/3，对斜纹虫眼都要明确的要求。

3.1 老木料的选材标准

采用迁移古建筑复建建筑的所有老料、老构件需满足JGJ159-2008《古建筑修建工程施工及验收规范》中表2的相关规定。

表2 木结构的选材标准

3.2 木结构材料如何进行性能检测

木结构材料在使用前需进行木结构材料性能检测，内容包含密度、含水率、弹性模量、强度等；另外还需进项缺陷检测、损伤检测，其修复要求得按古建木结构规范执行。据现场反馈，现场共有三种不同的树种，因此共计9根构件，27个试件。每个试件长度不小于400mm，直径不小于200～300mm。检测要求按《古建筑木结构检测技术标准》TCECS 714-2020第6.1.1条：木构件材料性能检测宜包括木材的密度、含水率、抗弯弹性模量、抗弯强度、顺纹抗压强度和横纹抗压强度等物理力学性能检测。

4 木结构构件的连接方式

4.1 柱与柱础的连接

柱础又称磉盘，是中国古建筑的构件之一，埋设于台基中磉墩之上，上置柱架。传统木结构中的柱子常常是直接放置在柱础（石制或砖制的基座）上，两者之间没有刚性连接。这种方式被称为“平摆浮搁式”连接，即柱子与柱础之间只有水平摩擦力和竖向支撑力的作用，而没有其他类型的连接。这种连接方式的优点是在地震发生时，柱子可以在柱础上产生微小的滑移，这种滑移可以起到隔震的效果，消耗掉部分地震能量，从而减轻结构的损害。

在传统木结构建筑中，柱子与柱础之间的连接通常是允许一定程度的滑移的。这种设计有助于提高结构的抗震性能，因为滑移可以吸收地震能量并减少结构的整体振动。

此外，柱子与柱础之间的滑移还能帮助结构保持其整体性，因为当柱子受到横向力时，它们可以通过这种滑移来分散应力，而不是将全部力量传递给结构的其他部分。

柱础增加了柱子和地面的受力面积，防止建筑物塌陷，此外还使得落地的木柱避免潮湿腐烂，起到了防潮作用。柱础形式多样，本项目选用的是其中的鼓凳形式-柱础的上端成鼓形石墩，其弧形的侧面上，有时还浅浅地雕刻有花草纹样，这样的鼓形石墩称之为“鼓蹬”。

图2 柱础节点详图

4.2 柱础与地面的连接

将木梁枋与木柱通过木榫头进行榫卯连接，并且将尺寸为70X120的木梁枋通过M14竖向螺栓固定至基础梁内。安装鼓蹬时,在下方芝麻灰花岗岩磉石上涂抹粘结剂或灌浆料之后之后,将鼓蹬落于磉石之上。

4.3 梁柱部分的连接

梁柱连接部位要增加销钉。木结构虽然冗余度还是比较大的，但上下都是铰接，是机构，出问题的概率比较大，销钉达不到刚接的效果，但是销钉的作用是防止构件拔出来。

5 结语

随着我国木结构建筑发展的相关政策不断落实，设计标准规范不断推广，木结构建筑市场将进一步完善，现代木结构建筑将在建筑行业中占据较大份额^[3]。随着人们对景观公园及旅游休闲需求的增长，木结构建筑因其对周边环境较小的生态影响、独特的木质色泽与质感带来的愉悦感受，以及与自然风景的和谐融合，使得这种传统建造方式在我国建筑设计发展中展现出广阔的应用前景。

参考文献:

[1] 张生,郭镇坤.园林生态景观应用中的木结构建筑及设计[J].科技创新导报, 2011(26):1.DOI:10.3969/j.issn.1674-098X.2011.26.019.

[2] 郝春荣.木结构建筑在中国[J].新建筑, 2005,5:4～7.

[3] 徐强,李博.现代木结构在旅游建筑中的应用研究[J].建筑与文化, 2019(8):2.DOI:CNKI:SUN:JZYW.0.2019-08-059.