引言：

近年来，随着可持续发展的推进和环保意识的提升，木结构建筑在全球范围内重新焕发了生机，尤其是高层木结构建筑的兴起与风靡，成为了建筑领域的一大亮点。木结构建筑不仅具有优越的环保性能，还能满足现代建筑的多样化需求。本篇文章将探讨高层木结构建筑的主要建筑结构、形式、材料及承重系统等内容，带你深入了解高层木结构建筑。

全球木结构高楼数据一览

高层建筑和城市人居委员会（CTBUH）对目前全球较为典型的木结构高层建筑（27栋）做了相应的研究，这27栋经典的木结构高层建筑分布在世界各地，其中澳大利亚入选6栋，加拿大入选5栋，法国入选4栋，德国和美国入选3栋，瑞士入选2栋，挪威、丹麦、日本和英国入选1栋。

位于世界各地的木结构高层建筑

全球27栋入选高层木结构建筑清单

注：CTBUH，全称为“世界高层建筑与都市人居学会”（Council on Tall Buildings and Urban Habitat），是一个致力于研究和推广高层建筑和城市人居环境的国际非营利组织，在高层建筑领域具有广泛的影响力，其研究成果和数据被全球建筑界广泛引用。

木结构高层的核心类型

高层建筑最重要的部分是哪里？——是核心。我们都知道，一栋建筑能建多高，往往取决于它的核心稳定性，因此，建造高层建筑时，合理选择适当的核心结构，就显得分外重要。那么木结构高层建筑的核心类型有哪些呢？有专家学者对以上入选的27栋木结构高层做了分析，得出了如下结论。

中央核心

中央核心示意图

中央核心布局是目前木结构高楼最常用的建筑核心类型。通过将核心筒（通常包括电梯井、楼梯间和机械竖井）放置在建筑物的中心，为木结构高楼提供一个稳定的垂直支撑结构，这种布局使得建筑能够更好地抵御侧向荷载（如风荷载和地震荷载），提高整体的结构稳定性；同时，中央核心布局能够将功能性空间集中在建筑物的中心，并将建筑的电气设备、管道系统和其他机械设备集中放置，便于统一管理和维护，这也使得外围空间更加开放和灵活，能够有效提高空间利用效率。

2.心房核心

心房核心示意图

心房核心布局，顾名思义，就是将建筑的核心部分像“心脏”一样划分为两个心房，两个核心筒分别占据两个心房空间。采用心房核心布局，通过将建筑的主要承重和抗侧力结构集中在建筑两端，提高整体结构的稳定性，同时能够为建筑留出足够多的垂直交通空间（多电梯、多楼梯），满足高层建筑对垂直交通的高需求；此外，这样的核心布局还有助于实现建筑的对称性和平衡感，使建筑外观更加美观协调，同时也能在设计上提供更多的创造空间。

3.外部核心

外部核心示意图

外部核心布局将核心筒单独放置在建筑外部，外部的核心筒能够提供更大的杠杆作用和抗剪力能力，从而提升整体建筑的抗侧力性能，让木结构高层建筑拥有更出色的防风抗震性能；同时，外部核心布局将电梯、楼梯和管井等集中在建筑外，使建筑本身的空间更开敞和灵活，可以进行更加自由的布局设计，适应各种功能需求；此外，采用外部核心布局还能够简化内部结构设计，减少内部结构的复杂性和材料的使用，提高施工效率，降低建设成本；最后，因为核心在外部，能够有效减少内部结构的阻挡，使建筑内部获得更好的自然采光和通风条件，提升居住和工作环境的舒适性。

4.外围核心

外围核心示意图

外围核心布局将核心筒放置在建筑一侧，从而提升整体建筑的抗侧力性能；外围核心筒的设施易于接近和维护，减少了对内部使用空间的干扰，提高了建筑的维护效率；同时，外围核心筒可以设计为多功能区域，如垂直绿化墙、垂直观景阳台等，增加建筑的附加值和使用体验；和外部核心布局一样，采用外围核心布局还能够简化内部结构设计，使建筑内部获得更好的自然采光和通风条件。

木结构高层的结构形式

据研究，目前全球木结构高层建筑的结构形式总体分为六大类：棱柱形式、后退形式、锥形形式、倾斜形式、扭曲形式、自由形式。其中，棱柱形式是最常见的木结构高楼结构形式，因为棱柱形的特点是简单的几何形状和均匀的垂直度，非常适合最大限度地提高高层建筑的空间效率和结构稳定性。

建筑结构形式示意图

棱柱形式的挪威Mjøstarnet©Woodify

相比之下，后退形式可以增加户外空间，开拓视野；锥形形式更稳固更抗震；倾斜形式让建筑更具吸引力；扭曲形式让建筑空间布局更灵活；自由形式则可以提供更大的设计灵活性和美学变化。虽然目前这几种形式的使用并不多，但是出于对独特表达的追求和制作标志性结构的愿望，世界各地的建筑师们越来越倾向于深入研究这几种非棱柱形式，这种趋势使建筑师能够打破传统的设计限制，突破创意极限，重新定义高层木结构建筑的美学。

采用扭曲形式+棱柱形式设计的澳洲UNStudio+Cox木结构“扭曲双塔”©Beulah

木结构高层的材料选择

目前，全球的高层木结构建筑结构用材料可分为两类：（a）“木材”或“纯木材”和（b）“复合”或“混合”材料。其中，“复合”材料指木材与混凝土或钢材的两种材料在一起的组合，“混合”材料则指木材、混凝土和钢材三种材料的混合。根据结构建筑材料的分类，当建筑物的主要垂直和水平承重元件完全由木材制成时，建筑物仅被归类为“木材”建筑，尽管这种木结构建筑也可能会在连接木材元素的特定区域使用非木材紧固件，但是它依旧属于“木材”建筑。

木结构高层结构材料示意图（Timber木材、Concrete混凝土、Steel钢材）

研究表明，“混合”材料是当下全球木结构高层建筑的主要结构用材，设计师们将木材与其他材料相结合，优化结构性能的同时，也有效克服了在高层空间单独使用木材的固有局限性，增加了建筑的承载能力，进一步优化了木结构建筑的防火性能。当然，“木材”也依旧是比较主流的选择，大量的木材使用能够更大程度地减少建筑的碳排放，更符合当下可持续发展的要求。

“木材”高层建筑25 King©Tom Roe

木结构高层的承重系统

据研究，目前全球木结构高层建筑的承重结构系统主要分为10种：刚架结构、核心筒结构、剪力墙结构、剪力框架结构、巨型核心筒结构、巨型柱结构、框筒结构、对角网格框筒结构、桁架筒结构系统、组合筒结构（下图分别从左到右顺序排列）。

木结构高层承重结构系统示意图

其中，剪力墙结构和剪力框架结构是最为常见的木结构高层承重结构系统。剪力墙结构通过设置垂直的钢筋混凝土墙体（剪力墙），有效地抵抗水平荷载，并提供高刚度和强度；剪力框架结构则结合了框架结构和剪力墙的优点，通过设置钢筋混凝土框架和剪力墙来共同承受高层建筑的水平荷载和垂直荷载。

采用剪力框架结构的Wood and Innovation Design Centre©Floor Plan

结语：

放眼全球，木结构建造高层不仅是一种趋势，更是一种革新。相信在未来，随着更广泛的应用和深入的研究，木结构高层建筑将以其独特的魅力和创新的理念，为城市建筑开辟新的道路，塑造独特的城市天际线风景，引领着建筑技术向更加环保、更加可持续、更加人性化的方向迈进。

喜欢本期内容，记得点赞和在看，下期内容将为大家分析全球27栋木结构高层建筑详细数据，敬请期待！

参考资料：《High-Rise Timber Offices: Main Architectural and Structural Design Parameters》

中林木结构 预建碳中和

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