上海玉佛禅寺修缮工程中的仿古钢-木结构施工技术

沈君旗

1. 上海建工四建集团有限公司 上海 201103；2. 上海建筑改建与持续利用工程技术研究中心 上海 201103

1 工程概况

上海玉佛禅寺位于普陀区安远路，为宋代寺院风格建筑群。中轴线上排列着天王殿、大雄宝殿、玉佛楼三重殿堂，东西两侧配建有观音堂、铜佛殿、卧佛殿、怀恩堂、禅堂、斋堂等，并开设了文物室、法物流通处和素斋餐厅，共有堂舍200多间。占地面积约11.6亩（约合7 733 m2），建筑面积8 856 m2。

玉佛禅寺于1983年被国务院列为汉族地区佛教全国重点寺院，1994年由上海市人民政府公布大雄宝殿为市级建筑保护单位，2011年普陀区将大雄宝殿列为区级文物保护单位。历经百年风雨，建筑结构日渐老化，存在较为严重的消防、公共安全隐患和环境问题。2014年7月正式启动消除公共安全隐患保护性修缮工程，寺院在主体布局上，保留天王殿、大雄宝殿2座历史保护建筑，其余非保护建筑采取拆除新建。天王殿原地不动，大雄宝殿向北位移30.66 m，中间增设观音殿，大雄宝殿与观音殿广场面积的增大，为重大香期及大型活动提供容积可观的场地，也为有效疏散人流提供了可能（图1）。

图1 修缮前后对比

2 修缮概况

修缮工程中2栋保留建筑为江南明清殿阁建筑风格：大雄宝殿为单层抬梁式木结构五开间殿阁，重檐歇山顶；天王殿为五开间抬梁式木结构重层殿阁，二层歇山顶屋面，一层做副阶和腰檐。除法物流通处、综合楼外，其余新建建筑均为仿古木结构建筑。

法物流通处建筑面积302 m2，长18.5 m，宽8.5 m，2层结构，层高3.85 m，主要功能为经营、流通佛教信仰相关物品。综合楼建筑面积1 226 m2，长56.4 m，宽12.2 m，3层结构，层高4.2 m、3.9 m，主要功能为艺术展示馆、禅房。法物流通处和综合楼在建筑功能上既要满足防火、保温需求，同时又能提供大开间、大空间的布展空间布局。

新建建筑既要融入原有建筑风格体系和整体布局，同时功能布局上又要满足庙内日常经营需求。仿古木结构传统建造工艺（开间尺寸、构件尺寸、榫卯制作等）主要依照《营造法式注释》《营造法原》而设，大空间、大开间建筑设计受限于原木尺寸情况明显。在大直径原木供给匮乏的环境下和现代化建筑防火、防虫、防腐、抗震需求背景下，3层楼仿古建筑已无法再采用传统木结构体系，在兼顾江南明清殿阁建筑轻巧玲珑、婀娜多姿的造型风格后，3层综合楼和2层法物流通处采取“主体钢结构外包木饰立面＋木结构屋面”的结合体系（图2），形成木包钢仿古建筑，以此来诠释庙宇特色建筑需求。

3 仿古钢-木结构技术难点分析

仿古钢-木结构结合的难点在于两方面：一方面是钢结构外木饰面的包装融合，另一方面是木结构体系屋面与钢结构主体结构间的过渡。

3.1 多样性基层装饰木柱连接

为保障建筑水密、气密、保温及抗震性能，法物流通处、综合楼钢结构外围护采用加气混凝土砌块（设置抗震构造柱），在围护墙体部位为牢固固定木柱增设大截面构造柱。因此，装饰木柱固定基层存在多样性，连接方式复杂。经粗略统计，存在有“木柱与钢柱非全截面连接”“木柱与构造柱连接”“独立钢柱外包木柱连接”3种基层及连接方式。如何处理好3种形式，既能简化连接手法又统一外观表现力，是施工技术难点之一。

3.2 木装饰外立面建筑与整体风格协调

综合楼、法物流通处林立于整个寺庙木结构建筑群中，其建筑高度高，易受视线关注，木装饰外立面与纯木建筑外立面在展现力上的融合度好坏，是本次修缮工程成功与否的重点。

3.3 木屋顶与钢结构体系转换

传统木结构屋面通过横梁传力至木柱，木柱通过鼓磴、磉石传力至地基，木柱与鼓磴之间一般仅有抗剪销。木结构屋面与钢结构间的连接形式涉及不同体系自身结构安全及体系间传力协调问题，寻求妥善的处理方式是工程的另一难点。

纳他霉素是一种多烯大环内脂类抗菌剂，外观呈白色或奶油色，为无味结晶粉末，相对分子量为665.75。纳他霉素是一种两性物质，分子中含有酸性、碱性两种基团，等电点为pH 6.5。其微溶于水和有机溶剂中，难溶于大部分非极性有机溶剂，室温下水中的溶解度为30～100 mg/L。在pH 4.5～9之间非常稳定，在极端pH条件下会迅速失活，但是对其抗真菌活性没有明显影响。热稳定性好，121 ℃加热30 min，活性几乎无损失，但是对紫外线敏感，不宜与光接触。一些氧化剂(过氧化氢、漂白粉)和重金属(铁、铅、汞等)也会影响纳他霉素的活性。

4 关键技术

4.1 木柱与基层连接技术

4.1.1 原则

在确保饰面完整、连接安全的前提下，为展现江南明清殿阁建筑特点，采取以木柱适应基层为基调，并以简化连接工艺、隐蔽连接方式为主导的思路[1-3]。

4.1.2 木柱与钢柱、构造柱连接

考虑到木柱以装饰性能为主，木柱纤维体沿柱长向分布，对木柱进行侧向限位固定即可达到目的。采取在木柱上开连接孔，以连接螺杆将木柱与钢柱、构造柱固定；开孔表面配置木销镶嵌，遮蔽连接部位（图3）。

4.1.3 独立钢柱外包木连接

通过小样试验，综合考虑木材利用率及拼装观感质量，圆柱包木分8片，片与片间采用小榫卯连接（尾段设置企口，便于镶接）；包木与独立钢柱连接形式同普通钢柱（图4）。

图2 木包钢外饰面

图3 木柱钢柱连接

图4 独立钢柱外包木连接形式

4.2 木装饰外立面工艺构造技术

木装饰在建筑工程中比较常见，常规采用背撑龙骨方式安装面板，其在木饰面板材节省上是首选工艺。通过分析寺庙仿古建筑外立面特色发现，其构件造型丰富、立体层次感强。通过小样发现常规木饰面工艺构造，在不同构件相交节点部位很难处理（感观比较呆滞、节点抗变形能力差）。

通过分析木结构构造机理，秉承木柱为建筑核心载体理念，确定仿制木结构营造工艺流程实施外立面木装饰施工，使得木装饰外立面建筑与木结构建筑风格融合、表现一致（图5）。

图5 标准木装饰立面构造

4.3 木屋顶与钢结构连接技术

木结构体系中，木柱直接搁置在鼓磴上（设有抗剪销），鼓磴与磉石（基础）直接搁置（生摆），木柱与基础间类似于弱性铰接连接。参考这一古法机理，为理顺钢结构与木屋面间传力、受力体系，设置了一种弱铰接形式的连接构造，既满足竖向传力与水平约束，又能有效释放柱底弯矩，形成不同体系间相互独立的传力模式（图6）。

图6 木柱与钢结构连接节点

5 仿古钢-木结构实施

1）工艺流程：找线定位→安装柱→安装腰串、立颊、阑额→钉装墙面板。

2）找位与放线：木饰面外墙安装前，先找好标高、平面位置、竖向尺寸，进行弹线。

3）柱子安装方式：

① 木柱与钢柱连接：与钢柱连接的木柱，有2种情况，一种是半圆柱，另一种是3/4柱，均用一排螺杆固定在钢柱上。先在钢柱上弹出螺杆的位置，每根钢柱上按照四等分焊接螺杆。然后在木柱上画出需要与钢柱连接的螺杆尺寸定位位置，根据定位尺寸采用手电钻在木柱上开好连接洞口。吊装木柱，木柱与螺杆连接，连接处采用螺帽拧紧，螺帽留在柱子内部，距柱表面2 cm，螺帽洞口处采用与洞口直径相同的木塞拌和红木黏胶填平，胶水干燥后表面用刨子刨平，洞口处采用木蜡油涂刷。

② 木柱与构造柱连接：木柱固定在构造柱上采用带有膨胀头的螺杆，螺杆先与构造柱连接，数量、间距同钢柱。后续工序与钢柱连接相同。

③ 独立钢柱外包连接：法物流通处有4根φ300 mm的檐柱钢柱，钢柱采用厚30 mm木板八等分拼接成圆，用自攻螺丝连接，钉眼用木塞加胶黏剂填实，胶黏剂干燥后表面刨平刷油漆。

4）腰串、立颊、阑额安装：复核外墙有腰串、立颊、阑额部位的基层，弹线确定其安装位置；腰串、立颊、阑额与柱连接位置采用与全木结构构件连接相同的榫卯方式连接，离柱边500 mm以外部分采用自攻螺丝直接与基层连接固定。

5）木护墙龙骨配置与安装：根据大小和高度，可预制成龙骨架，整体或分块安装。木龙骨安装必须找方、找直，骨架与墙面间的空隙垫以木垫，每块木垫至少用2枚钉子钉牢，在装钉龙骨时预留出板面厚度。木龙骨的表面涂刷防腐剂。

6）钉装面板：面板使用前进行选色配纹，使安装后的木纹、颜色近似一致。按龙骨排尺，裁板配置，原木材板面刨净，面板长向对接配置时，考虑接头位于横龙骨处。原木材的面板背面应做卸力槽，以防板面扭曲变形。面板安装前，对龙骨位置、平直度、钉设牢固情况以及防潮构造进行检查。面板配好后进行试装，在面板尺寸、接缝、接头处构造完全合适，木纹方向、颜色的观感尚可的情况下，才能进行正式安装。

7）木屋顶与钢结构连接施工：屋架木柱安装时先进行定位放线，然后将木柱根据定位线放置在屋面结构上，木柱柱脚与组合楼板屋面的连接按前述措施进行固定。屋架边柱与结构屋面不需要固定，中间的柱子均需与结构屋面固定[4-6]。

6 结语

上海玉佛禅寺法物流通处与综合楼的仿古钢-木结构已于2016年底顺利修缮完成，仿古木饰面建筑外观完全达到预期效果，并与周边木结构建筑群在外立面表现上形成融合。随着社会发展的多元化，宗教庙宇建筑以及历史仿古建筑将会在一定领域内盛兴，钢-木、混凝土-木结构既能满足仿古要求和建筑功能需求，同时又能克服原木资源短缺并达到节能环保目的。这种仿古木饰面体系的应用前景较为广阔，本文的施工技术探讨希望能起到抛砖引玉的目的，为类似工程提供参考借鉴[7-9]。