現代工程木在園林景觀中的應用
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1.1良好的力學性能和加工性能
優質的大斷面原生木材越來越少，價格越來越貴，無法滿足建筑需求。工程木不受天然木材尺寸限制，能夠被制成滿足建筑和結構要求的各種尺寸的構件。在園林景觀工程中，它可以突破原木截面形狀的限制，根據設計師們奇特構想生產出形狀自由的結構構件。特別在大跨度空間結構中，工程木結構更是發揮出巨大作用。隨著設計計算水平的發展以及施工技術水平的提高，各種各樣新穎復雜的結構都可以通過工程木實現，這不僅保持了木結構的天然特性，也充分體現了建筑結構之美。工程木生產過程中可以剔除木材中木節、裂縫等缺陷，從而提高材料強度，也能根據構件受力情況，進行合理級配，量材使用，將不同等級的木材用于構件不同的應力部位，以達到提高木材的使用率和劣材優用的目的。
1.2良好的耐火性能和防腐性能
通過對膠合木結構進行的燃燒試驗表明：其碳化速度約為0.6mm/min~0.8mm/min，且隨著碳化層厚度的增加，碳化速度減小。膠合木在250℃著火，但在800℃時，斷面仍保留有75%未碳化，保持支撐載荷的能力，其耐火極限反而高于鋼結構和混凝土結構，對生命和財產是安全的。防腐性能是木結構能否耐久使用的一項重要指標，傳統的木結構由于原生木材防腐性能較差，使用年限較低，需要進行定期的維護。工程木在生產過程中，可以通過對層板進行先期的防腐處理，再進行膠合，使得成品的木構件具有優良的防腐性能，從而提高了現代工程木結構的耐久性。
2工程木園林景觀應用概況
現代工程木由于其諸多優點，往往可以設計加工出各種優美形態的結構造型，因而在園林景觀工程中得到了大量應用，形成了一道道亮麗的風景線。
2.1國外工程概況
德國漢諾威2000年世博會的巨型木構屋蓋，是一個由10個方形“巨傘”組成的巨大空間屋蓋體系，屬于編織木網殼結構。每個方形“巨傘”由四個雙曲面（由膠合木做成的肋殼）組成，固定在4個懸臂梁上。殼面是一個雙向反彎曲面，它把荷載傳遞到四邊的邊緣梁和中間的鋼構架上，起到殼的抗彎性能，懸臂梁承受最遠端梁傳來的集中力和殼面本身傳來的均布力。支撐塔柱由四根柱子和三角形木構架組成，它把水平和豎向荷載傳遞給基礎。荷蘭里森的膠合木景觀—“交叉的十指”，高8.5米，長11米，由10根木構件交錯相連，造型就像十指交叉相握。該景觀結構體系是一個巨型門架，大尺寸的膠合木構件截面保證了該結構體系有足夠的剛度，弧線形設計帶來了藝術的美感（圖2）。挪威的Aurland觀景臺，坐落于Aurlandfjord半山腰上，主體采用膠合木結構。該工程的設計靈感來源于一座斷橋，下折的部分好似一座橋面向下折斷一樣，同時在結構上起到了對水平面的支撐作用。倫敦Bedford廣場的2008夏季涼亭，該工程是由數百塊層壓薄木板拼接而成的旋轉亭子，給人的感覺就像流動的波浪。
2.2國內工程概況
近年來，在國外工程木技術的基礎上，國內尤其在膠合木領域發展較快，不僅自己生產而且建成了一批膠合木園林景觀型建筑和橋梁。2008年在成都建成的歡樂谷主題公園，大門采用膠合木拱形結構，膠合木拱排列成門廊，上面覆蓋玻璃頂，氣勢恢弘，充分顯示了木結構的優美形態。2010上海世博會挪威館，主體結構由15棵膠合木“參天大樹”組成。這些“大樹”共同組成一個有機的整體，濃縮了挪威豐富的自然景觀，而大樹的外形也猶如中國的“木”字，使人體驗自然的和諧交融。該結構體系屬于樹形結構，每個樹形支撐由柱和柱上分枝組成。荷載由上到下傳遞到各分枝，由節點匯聚傳遞到柱，最終傳向基礎。2012年建成的蘇州胥江胥虹人行景觀橋，屬于桁架木結構拱橋，全長120米，單跨跨度75.7米，是目前國內最大跨度的木結構人行橋。兩側橋墩為高強混凝土樁基，橋體上部為裝配式膠合木桁架拱結構。橋面呈喇叭口狀，橋頭位置寬12米左右，拱頂最窄為6米，橋體膠合木拱的斷面高度達到1.2米，宛如一道彩虹橫跨在胥江上，成為當地的標志性景觀。位于南京鐘山風景區的“樹之園”森林摩爾商業街區2013年底完工，整個建筑一改常規方盒型建筑形態，項目由9棟單體建筑組成，如同九座“樹墩”，各建筑之間空中連廊相接，整體下沉庭院，各單體建筑表皮采用膠合木樹形結構圍合，給人一種漫步森林的感覺。東南大學在原方案基礎上進行了方案深化和施工圖設計，將膠合木樹形結構分為三維和二維兩大類，每一類又根據樹枝組合形式分成多種樹形，總共采用了近700棵形態多變、造型奇特的樹形結構。南京工業大學在進行結構施工圖設計時采用了大型植筋節點技術和空心膠合木設計技術，從結構穩定、防火、防腐性能等多方面保證了樹形結構的順利建成。
3工程木園林景觀結構形式
綜合上述國內外工程木景觀概況，可以發現工程木在園林景觀中采用了多種結構形式，如門架結構、懸挑結構、網架結構、拱結構和樹形結構等，如下表。除了上述結構，也有一些各種結構的綜合運用，將各種曲線、直線、板狀、片狀造型組合起來，產生了別樣的形態和令人震撼的視覺效果。
4園林景觀工程木的研究和應用前景
目前國內的現代工程木研究已經在許多科研機構、高校和與企業開展起來，研究的成果也已大量運用到園林景觀和各種建筑中。針對目前國內速生木材力學性能、耐久性欠佳，不能用于結構材的現實，許多部門都在進行材性改良研究，從而大大提高傳統速生材的各種力學和耐久性指標，研究成果將為國內各種速生木材帶來高附加值，也會減少目前結構材只能依靠進口的局面。相比于鋼材、鋼筋混凝土，木材的強度較低，因此一些大跨度、高負荷的結構不易用傳統木結構實現，但是通過現代工程木通過在層板中嵌入各種纖維材料、鋼筋等方法，增強其強度、剛度、延性，從而大大提高木結構的應用范圍。傳統的木結構連接采用榫卯連接，但是這種連接方式會受到各種限制，而且單純的榫卯連接在很多時候也不能滿足結構的受力要求。現代木結構通過螺栓、鋼墊板、齒板、植筋連接等方式可以充分保證連接的可靠性，并將鋼材和木材和諧的組合在一起，充分展示和發揮兩者的優點。但是相對其他結構的節點連接，由于木材的非勻質性，其連接終究還是一個相對薄弱的環節，因此更需要進行精細、巧妙的設計來保證結構的安全。結構形態是當今設計界的研究熱點，這方面的研究將借助于建筑學和結構分析理論結合的方法，來研究木結構的形態特點，研究成果將使木結構突破傳統的造型形式，從而大大豐富各種園林景觀造型。隨著生活水平的提高，人們對于園林景觀的需求量越來越大，要求也越來越高。而現代工程木由于具有良好的力學、加工、耐久、防火性能等特點，因此可以研發出各種具有優美結構形態、良好力學性能、可系列化、工業化生產的木構景觀構架，并與適應各地氣候特征、富含視覺美感的多樣化植物群落進行有機融合。當然工程木也存在著強度、剛度、彈性模量相對較低，均質性、耐久性不突出的缺點，因此在工程應用中更應將材性改良、強度增強、節點連接等集成技術綜合運用到木結構中來，為建設新時代的生態園林城市景觀奠定基礎。
作者：路奎程小武劉偉慶陸偉東張俊郝建楠單位：南京市園林工程管理處南京工業大學土木工程學院
