现代工程木在园林景观中的应用
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1.1良好的力学性能和加工性能
优质的大断面原生木材越来越少，价格越来越贵，无法满足建筑需求。工程木不受天然木材尺寸限制，能够被制成满足建筑和结构要求的各种尺寸的构件。在园林景观工程中，它可以突破原木截面形状的限制，根据设计师们奇特构想生产出形状自由的结构构件。特别在大跨度空间结构中，工程木结构更是发挥出巨大作用。随着设计计算水平的发展以及施工技术水平的提高，各种各样新颖复杂的结构都可以通过工程木实现，这不仅保持了木结构的天然特性，也充分体现了建筑结构之美。工程木生产过程中可以剔除木材中木节、裂缝等缺陷，从而提高材料强度，也能根据构件受力情况，进行合理级配，量材使用，将不同等级的木材用于构件不同的应力部位，以达到提高木材的使用率和劣材优用的目的。
1.2良好的耐火性能和防腐性能
通过对胶合木结构进行的燃烧试验表明：其碳化速度约为0.6mm/min~0.8mm/min，且随着碳化层厚度的增加，碳化速度减小。胶合木在250℃着火，但在800℃时，断面仍保留有75%未碳化，保持支撑载荷的能力，其耐火极限反而高于钢结构和混凝土结构，对生命和财产是安全的。防腐性能是木结构能否耐久使用的一项重要指标，传统的木结构由于原生木材防腐性能较差，使用年限较低，需要进行定期的维护。工程木在生产过程中，可以通过对层板进行先期的防腐处理，再进行胶合，使得成品的木构件具有优良的防腐性能，从而提高了现代工程木结构的耐久性。
2工程木园林景观应用概况
现代工程木由于其诸多优点，往往可以设计加工出各种优美形态的结构造型，因而在园林景观工程中得到了大量应用，形成了一道道亮丽的风景线。
2.1国外工程概况
德国汉诺威2000年世博会的巨型木构屋盖，是一个由10个方形“巨伞”组成的巨大空间屋盖体系，属于编织木网壳结构。每个方形“巨伞”由四个双曲面（由胶合木做成的肋壳）组成，固定在4个悬臂梁上。壳面是一个双向反弯曲面，它把荷载传递到四边的边缘梁和中间的钢构架上，起到壳的抗弯性能，悬臂梁承受最远端梁传来的集中力和壳面本身传来的均布力。支撑塔柱由四根柱子和三角形木构架组成，它把水平和竖向荷载传递给基础。荷兰里森的胶合木景观—“交叉的十指”，高8.5米，长11米，由10根木构件交错相连，造型就像十指交叉相握。该景观结构体系是一个巨型门架，大尺寸的胶合木构件截面保证了该结构体系有足够的刚度，弧线形设计带来了艺术的美感（图2）。挪威的Aurland观景台，坐落于Aurlandfjord半山腰上，主体采用胶合木结构。该工程的设计灵感来源于一座断桥，下折的部分好似一座桥面向下折断一样，同时在结构上起到了对水平面的支撑作用。伦敦Bedford广场的2008夏季凉亭，该工程是由数百块层压薄木板拼接而成的旋转亭子，给人的感觉就像流动的波浪。
2.2国内工程概况
近年来，在国外工程木技术的基础上，国内尤其在胶合木领域发展较快，不仅自己生产而且建成了一批胶合木园林景观型建筑和桥梁。2008年在成都建成的欢乐谷主题公园，大门采用胶合木拱形结构，胶合木拱排列成门廊，上面覆盖玻璃顶，气势恢弘，充分显示了木结构的优美形态。2010上海世博会挪威馆，主体结构由15棵胶合木“参天大树”组成。这些“大树”共同组成一个有机的整体，浓缩了挪威丰富的自然景观，而大树的外形也犹如中国的“木”字，使人体验自然的和谐交融。该结构体系属于树形结构，每个树形支撑由柱和柱上分枝组成。荷载由上到下传递到各分枝，由节点汇聚传递到柱，最终传向基础。2012年建成的苏州胥江胥虹人行景观桥，属于桁架木结构拱桥，全长120米，单跨跨度75.7米，是目前国内最大跨度的木结构人行桥。两侧桥墩为高强混凝土桩基，桥体上部为装配式胶合木桁架拱结构。桥面呈喇叭口状，桥头位置宽12米左右，拱顶最窄为6米，桥体胶合木拱的断面高度达到1.2米，宛如一道彩虹横跨在胥江上，成为当地的标志性景观。位于南京钟山风景区的“树之园”森林摩尔商业街区2013年底完工，整个建筑一改常规方盒型建筑形态，项目由9栋单体建筑组成，如同九座“树墩”，各建筑之间空中连廊相接，整体下沉庭院，各单体建筑表皮采用胶合木树形结构围合，给人一种漫步森林的感觉。东南大学在原方案基础上进行了方案深化和施工图设计，将胶合木树形结构分为三维和二维两大类，每一类又根据树枝组合形式分成多种树形，总共采用了近700棵形态多变、造型奇特的树形结构。南京工业大学在进行结构施工图设计时采用了大型植筋节点技术和空心胶合木设计技术，从结构稳定、防火、防腐性能等多方面保证了树形结构的顺利建成。
3工程木园林景观结构形式
综合上述国内外工程木景观概况，可以发现工程木在园林景观中采用了多种结构形式，如门架结构、悬挑结构、网架结构、拱结构和树形结构等，如下表。除了上述结构，也有一些各种结构的综合运用，将各种曲线、直线、板状、片状造型组合起来，产生了别样的形态和令人震撼的视觉效果。
4园林景观工程木的研究和应用前景
目前国内的现代工程木研究已经在许多科研机构、高校和与企业开展起来，研究的成果也已大量运用到园林景观和各种建筑中。针对目前国内速生木材力学性能、耐久性欠佳，不能用于结构材的现实，许多部门都在进行材性改良研究，从而大大提高传统速生材的各种力学和耐久性指标，研究成果将为国内各种速生木材带来高附加值，也会减少目前结构材只能依靠进口的局面。相比于钢材、钢筋混凝土，木材的强度较低，因此一些大跨度、高负荷的结构不易用传统木结构实现，但是通过现代工程木通过在层板中嵌入各种纤维材料、钢筋等方法，增强其强度、刚度、延性，从而大大提高木结构的应用范围。传统的木结构连接采用榫卯连接，但是这种连接方式会受到各种限制，而且单纯的榫卯连接在很多时候也不能满足结构的受力要求。现代木结构通过螺栓、钢垫板、齿板、植筋连接等方式可以充分保证连接的可靠性，并将钢材和木材和谐的组合在一起，充分展示和发挥两者的优点。但是相对其他结构的节点连接，由于木材的非匀质性，其连接终究还是一个相对薄弱的环节，因此更需要进行精细、巧妙的设计来保证结构的安全。结构形态是当今设计界的研究热点，这方面的研究将借助于建筑学和结构分析理论结合的方法，来研究木结构的形态特点，研究成果将使木结构突破传统的造型形式，从而大大丰富各种园林景观造型。随着生活水平的提高，人们对于园林景观的需求量越来越大，要求也越来越高。而现代工程木由于具有良好的力学、加工、耐久、防火性能等特点，因此可以研发出各种具有优美结构形态、良好力学性能、可系列化、工业化生产的木构景观构架，并与适应各地气候特征、富含视觉美感的多样化植物群落进行有机融合。当然工程木也存在着强度、刚度、弹性模量相对较低，均质性、耐久性不突出的缺点，因此在工程应用中更应将材性改良、强度增强、节点连接等集成技术综合运用到木结构中来，为建设新时代的生态园林城市景观奠定基础。
作者：路奎程小武刘伟庆陆伟东张俊郝建楠单位：南京市园林工程管理处南京工业大学土木工程学院
