重庆地区传统木结构应用及运维状况调研与探讨

祁云扬，黄浩，邓高峰，向阳，唐迪，潘秋雨，冯豆

（1 重庆大学 土木工程学院、山地城镇建设与新技术教育部重点实验室，重庆 400045； 2 重庆大学建筑规划设计研究总院有限公司，重庆 400045）

0 引言

传统木结构是中华文明的重要元素，其发展历史悠久、源远流长，逐渐形成了独有的结构体系、建造技艺及文化特征，并深远影响了东亚及南亚地区的建筑样式及风格。因具有取材方便、建造便捷、造型多变等多种优势，木结构成为了中国传统建筑结构的主要型式。近年来，随着我国经济的不断发展以及人民对传统文化需求的快速增长，在美丽乡村、文化振兴等国家重大战略的指引下，既有传统木结构的修缮保护及新建传统木结构方面的工程需求持续增长。

但从总体上看，针对中国传统木结构性能的研究仍处于基础积累阶段，尚未完整建立起几类常用结构体系性能的系统性知识体系及评价体系； 在标准体系方面，尚未形成采用现代工程技术手段对传统木结构进行分析、设计、评估及加固的适用框架及条文[1-3]。 此外，对传统木结构结构特点的实地调查较少，研究过程中采用的试验对象或分析对象存在与实体建筑偏差较大或代表性不强等问题。在相关工程实践中，存在研究积累不足、标准较为欠缺等突出问题，相关现状及短板制约了对传统木结构工程的科学保护及利用。

针对上述需求及问题， 本文以重庆地区传统木结构建筑的运维现状调查为起点， 对其展开讨论， 通过开展广泛的实地调查获得第一手的建筑运维状况信息，再结合研究进展、标准体系等方面的总结进行综合探讨，以期达到全面认识重庆地区传统木结构的运维状况、研究现状及技术标准短板的目的，为后续研究及工程实践提供参考。

1 调研方案简介

为使调研结果更具代表性， 本文选取重庆主城九区及主城外各区县分布的共30 个目的地进行了调查，调研地分布见表1。

表1 调研对象分类

现场调研工作主要以既有传统木结构（古建筑或者优秀历史建筑等）以及近年来新建的传统木结构两条主线展开。 重点关注以下几部分内容：①结构型式；②构造做法（基础、连接及构架、围护结构）；③残损状态；④运维管理情况。

2 结构特征

2.1 构架（结构）型式

经调研，重庆地区常见的构架型式主要有：穿斗式、抬担式、抬梁式、抬梁穿斗混合构架、石木混合承重构架等，具体的介绍详见图1 及表2。

图1 构架（结构）型式

表2 构架（结构）型式分类

2.2 基础做法

根据做法不同，重庆地区传统木结构的基础可分为：槽形基础和满堂基础[4]。 对两类基础的简介详见图2 及表3。

表3 基础做法分类

图2 基础做法

2.3 墙体做法

按照墙体材料不同，穿斗式木结构的内嵌墙体可以分为竹编泥墙、木板墙、砖砌体墙以及石墙等。 详细介绍参考图3 及表4。

图3 墙体结构型式

表4 墙体做法分类

2.4 檩条做法

檩条是穿斗式木结构传递屋面荷载及水平荷载的重要构件，其做法直接影响结构的纵向抗侧刚度[6]。 调研发现，重庆地区传统木结构的屋面檩条通常有两种类型——单层檩条（图4a）及双层檩条。 双层檩条根据上下层檩条的连接关系，分为无连接和有连接。 无连接时若檩身平直，上下层檩条通常紧挨设置（图4b）或错开平行设置（图4c）；若某根檩条有挠度，通常将其作为下层檩条，且使挠度方向朝屋顶上方向，有利于结构受力（图4d）。 有连接时檩条设置一根或两根短木柱在檩身的中部或三等分点，整体上呈对称布置（图4e、f）。

图4 檩条做法

2.5 节点做法

重庆地区的传统木结构以穿斗式木结构为主，下面主要从两个角度——柱脚节点和枋-柱榫卯节点进行介绍。 详细介绍见表5 及图5。

图5 节点做法

表5 节点做法分类

对于常见的单层穿枋-木柱节点，需进一步介绍，按节点处销钉与木楔的位置及不同榫头构造分类，分类结果见表6 及图6。

图6 单层穿枋-木柱节点

表6 单层穿枋-木柱节点分类

3 运行现状中的突出问题

3.1 既有传统木结构运营中的问题

经过大范围的实地调研，笔者发现了许多可能影响传统木结构性能的问题和隐患，下面将对出现次数较多的几项问题进行分类阐述，具体结果如表7、图7 所示。

表7 结构隐患分类

图7 结构隐患分类

3.2 传统木结构新建工程中的问题

3.2.1 材料选用

调查发现，新建的传统木结构工程在木材选用方面存在较多的问题，集中体现在以下几个方面：（1）设计人员未明确材料选择要求，如树种、含水率，材质等级要求等；（2）目前市场上能直接获得的原木、方木等材料一般未按照《木结构设计标准》等的相关要求进行处理；（3）施工及验收过程中，技术人员对木结构材料的技术要求不了解，把控不到位。

上述问题使得传统木结构新建工程由于材料原因，让木结构在使用中短期内 （1～5年）即出现严重的腐朽及开裂等成为普遍现象。

3.2.2 构造处理

调查发现， 工程中常见的构造失当情况有： 柱脚构造不当，如未设置基础石等，易造成柱根腐朽；屋面防水构造既未参照传统做法， 亦与现代做法不符， 特别是檐口部位，易发生排水不畅及渗漏；构件表面涂饰工艺不当，如未做地杖即施做面漆等，易引起涂层起皮脱落（图8）。 由上述构造处理不当引发的工程质量问题也较为常见。

图8 柱身起皮脱落

3.2.3 实施中的技术问题

调查发现，部分传统木结构新建工程未经过设计，其余按照建设程序实施的工程中，在相关环节存在以下一些普遍问题：

（1） 设计一般由建筑专业人员负责实施，大部分情况下无结构专业人员参与；设计文件中未明确材料选用要求；关键部位设计深度不足，如节点构造，排水防潮做法等；仅有建筑施工图，无结构施工图；

（2） 施工图审查对结构专业不做要求，忽视结构安全性；审查人员不熟悉木结构，审查质量较低；

（3） 施工及验收时突出存在材料进场无质量控制等问题，特别是对含水率无控制。

上述情况造成传统木结构新建工程的质量通病较多。 另外，新建的传统木结构一般用于公共建筑，其使用用途、荷载条件与传统用途已经有明显区别，忽视结构设计及计算分析，使用过程中出现安全性及耐久性方面的问题也屡见不鲜。

4 标准及管理政策现状

重庆地区的传统木结构以穿斗式木结构为主。 《木结构设计标准》[1]（GB 50005—2017）作为专门针对木结构出台的国家标准，对穿斗式木结构也有一些具体的规定，但总体上针对性不强。

《建筑抗震设计规范》[2]（GB 50011—2010）中的11.3 节涉及到了多条有关穿斗式木结构的规定，明确了穿斗式木结构的可建高度、穿枋设置部位及穿枋开榫要求，规定平面外的稳定性需要依靠纵向支撑来保持。 相应措施对传统木结构的文化特征有一定的影响。

《古建筑木结构维护与加固技术标准》[3]《古建筑木结构检测技术标准》[7]等规范对既有传统木结构的检测、鉴定及加固等有较全面的规定，但鉴于传统木结构建筑本身较强的地域性，其适用性需结合相关标准的编制背景条件进行进一步明确。 另外，针对传统木结构的加固处理方法仍十分缺乏，尚需结合目前的一些新材料、新技术提出更好的解决方案。

5 讨论与建议

本文通过对大量实地调研资料的梳理和总结， 从结构型式、基础、墙体、屋面及节点几个角度介绍了重庆地区传统木结构普遍的构造做法；同时对走访过程中发现的常见结构问题或隐患作了分类，探讨了新建传统形制木结构在建造及运营过程中出现的问题。 通过上述工作，除了得到实际工程的第一手资料外，还提出了以下见解与建议：

（1） 传统木结构具有较强的地域特色，木材选用、结构布置以及使用过程中出现的常见问题等均与地区的材料供给、风俗文化及气候特点等相关，具有明显的地域差别。 因此，建议深入开展针对本地区的全面的现场调研及整理工作， 相关的研究工作、标准制定工作可立足于本地特色开展。 研究宜充分考虑建筑的地域做法及环境影响等，标准制定则应以地方标准编制为主线开展；

（2） 民居建筑及村寨建筑的存量仍较大，但针对这类建筑结构性能的试验、研究较少，在明确其性能的基础上制定相应的技术措施，才更有利于科学地保护和利用；

（3） 现行标准中针对传统木结构的规定尚不全面，结构的加固技术非常缺乏，因此呼吁加大对相关研究及标准制定的支持力度，加强对相关工程实施过程中的技术流程管理、质量管控等。