1992—2019 年中国木结构建筑研究进展∗

王瑞胜 陈有亮

（上海理工大学环境与建筑学院，上海 200093）

环境污染和能源消耗问题迫使各国探索绿色创新，以满足可持续发展需求[1]。与钢筋混凝土建筑相比，木结构建筑具有优良的抗震、节能和环保特性，居住舒适健康，符合绿色发展的战略方向；新型工业化和装配式技术更是提高了木结构建筑的施工速度，使其成为最具发展潜力的绿色建筑。

木结构建筑同样是学术界关注的焦点。学者们从不同角度对木结构建筑研究进行梳理，为后期研究提供重要的参考信息[2-3]，但仍存在主观性过强和文献总结不足的问题。为此，基于文献计量学，再次回顾既有研究成果，分析发展现状、研究热点和演进趋势，以期对今后学术研究和工程实践有所裨益。

1 研究方法与数据来源

知识图谱（Knowledge Graph）能挖掘、分析、描绘研究领域间的复杂网络关系，为科学研究提供真实、有效的参考信息，是跟踪科技前沿、选择科研方向、开展知识管理与辅助科技决策的利器[4]。本文研究方法为定量和定性分析相结合，其中定量分析以基于文献计量学的文献综述为主，定性分析以基于信息可视化的研究热点和演进趋势为主。

数据来源为CNKI数据库，检索主题为“木结构建筑”or“木结构”or “木建筑”，限定为SCI、EI、核心、CSSCI和CSCD，检索跨度为1992—2019 年，检索时间为2020 年2 月24 日，人工核查和软件处理后，共获得有效文献1 016 篇。从整个时间跨度来说，文献发表量呈持续增长趋势，尤其在过去10 年中，木结构建筑领域研究成果丰硕，平均每年出版约75 篇文献。

2 文献信息统计分析

2.1 期刊统计

从1992 年到2019 年，共有204 份期刊对木结构建筑这一主题研究做出贡献。其中《建筑结构》是最高产的期刊，有82 篇文章，占发文总量约8.07%，其次是《林产工业》（72 篇）和《木材工业》（50 篇），排名前5的期刊主题均与“木结构”和“木建筑”高度相关（见图1），排名相对靠后的《地震工程与工程振动》《工程抗震与加固改造》和《世界地震工程》分列第9～11 位，总发文量71 篇，反映了学者对抗震方面的关注程度。此外，在《林产工业》上发表的文章数量在过去几年中正以稳定速度在大幅增长。

图1 中国木结构建筑领域期刊发文概况Fig.1 A survey of the journal 's papers in the field of timber buildings research in China

2.2 作者统计

在过去28 年中，有711 位第一作者，共计2 061 位作者致力于木结构建筑领域研究， 其中前7 位作者发文至少20 篇以上，总论文发表量204 篇，占比约20.08%；表1 显示了前18 位高产作者的概况，薛建阳以高达45篇的发文量霸榜，其次费本华和赵鸿铁分列二三，薛建阳和赵鸿铁所属单位则均为西安建筑科技大学；然而在14 位爆发性引用作者中，赵鸿铁以9.621 7 的度居于首位，闫维明则拥有最长的时间跨度，从2009—2015，共计6 年，两者文章质量较高，徐兰英（2005—2007）和王正（2017—2019）位于首尾，是最早和近期文章引用最强的作者。

表1 中国木结构建筑领域作者论文发表概况Tab.1 A survey of the author's papers in the field of timber buildings research in China

2.3 机构统计

统计发现，共有847 个研究机构参与木结构建筑领域研究，发文机构中几乎一半为高校，共计406 个，研究院和实验室共169 个，其余机构以公司单位和文物中心为主。发文量超过10 篇的仅有11 个机构，其中建筑、林业类高校和林业研究所占据绝对优势，西安建筑科技大学土木工程学院更是以累计74 篇的显著优势位居第一（见图2）；因作者投稿时使用单位名称不一，机构统计存在重复问题，将所属单位汇总后，前三依次为西安建筑科技大学（88 篇）、中国林业科学研究院（51 篇）和同济大学（41 篇），研究成果较多的机构还有南京林业大学和故宫博物院等。

图2 中国木结构建筑领域机构可视化概况Fig. 2 A visual overview of institutions in the field of timber buildings research in China

3 研究热点与演进趋势

关键词不仅能够体现学者的研究内容和文章的主题思想，还能反映学科领域内的研究热点，关键词突现的强度和变迁则能够反映研究热点的演进趋势。

3.1 研究热点

关键词共现得到的8 个聚类体现了木结构建筑领域研究的主流方向（见图3），针对存在的聚类重叠问题，结合Timeline View，将其归纳为三个研究热点。

图3 中国木结构建筑领域文献关键词聚类图谱Fig. 3 Clustering map of keywords in the field of timber buildings in China

3.1.1 以典型木建筑和墓葬考古为主的学习研究

此研究热点主要包括聚类#1 和#5。木结构是我国传统建筑的主要形式，现存典型古木结构建筑不仅是古人智慧和建造工艺的结晶，还是古代历史文化的表现，其中的榫卯节点、斗拱结构、受力分析和美学设计等[5-7]，仍值得当代学者们去研究、学习和传承。宋元时期的仿木结构，以集中在山西省内的砖石墓和壁画墓为主，极大地丰富了我国的墓葬文化，墓葬形制、墓葬结构和墓葬文化等是亘古不变的研究热点[8-9]；值得一提的是，随着各种建筑材料的广泛使用，钢筋混凝土之类的仿木结构建筑正作为景观建筑逐渐出现在人们的视野中。

3.1.2 以木结构抗震和防火性能为主的常规研究

此研究热点主要包括聚类#0、#2 和#4。木制建材与生俱来的抗震特性和防火处理问题，与人民的生命安全、财产安全密切相关，是木结构建筑领域的重点研究方向，其中抗震性能、地震响应、动力特性、耐火极限、防火处理、灭火系统和安全评估等关键词出现频率较高[10-12]，反映了学者们对该方面内容的高度重视。此外，木结构建筑的设计方法、理论研究、受力机理、抗风性能、累积变形、有限元分析和数值模拟等一系列常规试验研究[13-15]，是木结构建筑能够继续向前发展的重要基石，研究涉及内容广泛，也是当前的研究热点之一。

3.1.3 以现代木结构和古建筑加固为主的发展研究

此研究热点主要包括聚类#3、#6 和#7。现代木结构建筑常见于美国、日本和加拿大等经济发达或林业资源丰富的国家和地区，近年来开始在全世界流行。轻型木结构、胶合木结构和原木结构是其主要体系，有关组合墙体、剪力墙、梁柱螺栓节点和装配式建筑等研究较多[16-18]；胶合板、层积板和刨花板等规格材是其主要建材，力学性能、弹性模量、尺寸稳定性能、集中静载性能和破坏模式等备受关注[19]。随着社会的发展和进步，古木结构建筑加固改造项目中的加固技术、移位工程、地基处理和灾害评估等研究也成为了极受关注的热点[20-22]。

3.2 演进趋势

对突现强度较高的关键词进行截取，从表2 可以看出；仿木结构的burst（突现） 值最高，且与墓葬(考古)一词持续时间最长，此类木结构考古研究是早些年前的关注重点；2005 年，加拿大木结构房屋中心在上海浦东落成，之后木结构改造和新建项目在各城市间兴起，促进了中国现代木结构建筑的发展；2008 年的汶川地震和震后重建工作，使得木建筑的优势得到认可，抗震特性和结构设计等研究逐渐丰富起来；从2009 至今，以中国古建筑、古建筑和木结构古建筑为突现关键词的古木结构建筑的加固改造开始成为研究热点；从长远来看，木结构建筑领域研究热点将向以现代木结构建筑研究为主、其他研究方向为辅的趋势不断发展。

表2 中国木结构建筑领域文献关键词突现Tab. 2 Keywords with the strongest citation bursts in the field of timber buildings in China

4 结语

十八大以来，党和国家高度关注产业绿色发展，对木结构建筑的建设也日益重视。因此，客观地探索其发展现状、研究热点和发展趋势，对于该领域未来的研究和建设都具有重要意义。当然，本研究仍存在一定的局限性：首先，以知网文献为数据来源，缩小了该领域研究成果范围，外文文献、专利信息和其他学术报告等内容无法包含在内；其次是文献计量分析需要完整的文献信息，因关键信息缺失而剔除的文献，破坏了检索数据的完整性，使得计量分析无法做到足够准确；最后，选取1992—2019 年作为时间跨度，决定了本研究成果具有一定的时效性。未来的相关研究应继续拓宽数据来源、完善文献缺失信息、增大时间跨度和提高研究频率，以此来为木结构建筑领域的研究发展提供长期参考。