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仿古建筑结构设计模板(10篇)

时间:2023-08-06 10:30:16

仿古建筑结构设计

仿古建筑结构设计例1

中图分类号:TU318

文献标识码:B

文章编号:1008-0422(2006)04-0121-02

收稿日期:2006-02-25

作者简介:邓晓春(1973-),女,1995年毕业于华中理工大学工业与民用建筑专业,湖南省建筑设计院内聘高级工程师,一级注册结构工程师。

1 引言

中国古建筑虽然历经了数千年的演变,但其独特的结构方法和布置规模始终没有改变,并且是世界上独具风格的一门建筑学科,是世界建筑艺术宝库中的一颗璀璨明珠。中式传统古建筑以木结构为主,在材料选用、平面处理和艺术造型等方面都有许多自己的特点,但随着社会的发展与进步,传统木结构在防火与防腐方面的缺陷也日益明显,新技术、新材料的运用使仿古建筑的设计和建造成为可能,这也是对中国古建筑文化的继承与发展。现代仿古建筑以钢筋混凝土为主体结构,改变了传统中国古建筑以木结构组合为主的受力系统,吸收了传统中国古建筑风格的精华,在钢筋混凝土结构的基础上,将传统古建筑的造型、部件等,作为装饰效果,从而达到建筑上的仿古目的。以下本文将就某工程实例对此种建筑的结构设计谈几点体会,能为同行在设计工作中提供一些参考。

2 中国古代建筑的特点

中国古代建筑是以木构架为主的一种结构方式,平面布局内向含蓄,层次丰富,均衡对称,空间布局灵活,承重与围护结构分工明确;在建筑的设计和施工中很早就实行了模数制和构件的定型化,对于建筑整体到局部的形式、尺度和做法都有相当详细的规定。中国古代建筑还独创了斗拱的结构形式,并充分运用色彩的装饰手段,使建筑物显得庄重而华丽。

中国古代建筑的结构方式有“叠梁式”、“穿斗式”、“井干式”三种,屋顶形式有硬山顶、悬山顶、庑殿顶、歇山顶、攒尖顶和复合顶。

3 仿古建筑的结构设计要求

现阶段的仿古建筑多采用钢筋混凝土结构代替木结构,为了达到油漆彩绘之后与木构架相同的外观效果,与传统的钢筋混凝土结构相比,仿古建筑的结构设计具有以下特殊要求:

3.1模数要求和构件定型化

各受力构件的规格需满足古典建筑的模数要求,传力体系的构成极其各构件的尺度和形体完全仿照古代木结构中柱、梁、枋、檩的相应做法。

3.2屋面造型要求

屋面变化显著,造型要求高,构架体系采用了步架和举架的处理方法,使屋面坡度越往上越陡峻,越往下越平缓,形成了曲线优美、出檐深远的特征,体现了我国古代建筑的造型特点。

3.3建筑中有大量的具有独特装饰作用的结构构件,其中最具有代表性的是斗拱和雀替。

斗拱:斗拱中方型的底座叫做斗,上面错落搭建的船形木块叫做拱。斗拱是中国传统古建筑特有的型制,它位于木结构梁和柱子之间,具有传导屋面荷载、加大屋檐挑出长度、缩短梁枋跨度、吸收地震能量等结构作用和装饰作用,是中国古代建筑中最具特色的部分之一。对于仿古建筑而言,因主体结构为钢筋;昆凝土,装饰常常成为斗拱的主要作用。

雀替:用于额枋(檐枋)与檐柱相交处,近似于三角形,表面有雕刻装饰的构件。可以缩短梁枋的净跨距离,具有辅助拉结和装饰双重功能。

4 工程实例

4.1工程概况

开福寺位于长沙城北,它是一座殿字宏伟、气势非凡的千年古寺,具有“三湘名刹”之称。开福寺始建于五代时期,距今已有一千多年的历史,现有的寺院规模已不能满足佛教事业的发展需要,自2004年开始修复扩建,大悲殿的建设就是其扩建工程子项之一。大悲殿为南方单层双重檐仿古建筑,建筑面积1200m2,总高度25m,面阔七间,共37.8m,进深六间,共30.6m。屋顶形式为歇山顶,黄色琉璃瓦铺盖,飞檐翘角,气魄雄伟,檐下为七踩斗拱。室内采用“露明造”,使空间更高大、更宽敞。该建筑采用了钢筋;昆凝土仿木结构。

4.2大悲殿的结构体系

采用现浇钢筋混凝土仿木框架结构,用SATWE程序进行整体计算,主受力框架用PK程序复核计算配筋。结构方式按照古建筑中的“叠梁式”,构架体系采用了步架和举架的处理方法,其传力途径也明显不同于传统钢筋混凝土建筑,屋面荷载通过T形屋面板传给屋面檩条梁,再由梁架逐层往下传递,最终通过最底层的梁传给框架柱。主受力框架立面详见图1。由于大殿建成后需供奉大尊佛像,故殿内抽掉了两根里金柱,使相临柱子间跨度分别达到了19.8m和18.6m。建筑平面图详见图2。这么大的跨度在传统古建筑中是罕见的,而为了保持室内“露明造”的完整性,在15.5m标高处设3根断面为400x1200的交叉转换梁(位于4轴、5轴、C轴上),共同支撑其上的柱子和屋面梁架体系。

4.3屋面板的设计

木结构的屋面木基层是由望板和椽组成的,这就使得仿古建筑的屋面板截面形式为T形,单向受力,板肋之间的距离很近、肋高较小见图3,加上屋面陡峻图4(大悲殿屋脊处为九五举)、造型复杂,屋面一次性全现浇施工难度很大,支模困难,混凝土浇注质量和外观效果均难保证。故将屋面板设计成叠合板,先预制单块的预应力混凝土T形板(或几块T形板组合)作为底模,再在底模上绑扎钢筋网,用细石混凝土浇注叠合层,完成后二者形成整体共同受力。设计时按叠合前和叠合后分阶段对T形板进行强度计算、抗裂验算、挠度验算。分别满足施工阶段和使用阶段的受力要求。

4.4斗拱和雀替的设计

在主体结构为钢筋混凝土的仿古建筑中,斗拱是作为受力构件还是纯装饰构件?采用木结构还是钢筋;昆凝土结构?这就值得探讨了,笔者在考察其他仿古建筑时了解到其斗拱大多是采用钢筋;昆凝土预制构件,各级斗与拱之间通过预埋件焊接连接(尺度较大时)或座浆连接(尺度较小时),斗拱在结构中为受力构件。这种做法的主要缺点是做工较粗糙、不美观,而且前者由于构件数量太多防腐和维修费用较高,后者受力不太可靠。故本工程的斗拱采用木结构,且仅作为装饰构件,不考虑其受力。屋檐荷载通过斗拱上方的现浇;昆凝土桃尖梁以及斗拱中间的现浇混凝土剪力墙传给剪力墙下方的额枋,斗和拱在桃尖梁施工前安装就位。

雀替仅作为装饰部分,不考虑其受力,采用钢筋混凝土预制构件,用定型模板在施工现场制作。主体结构施工时在相应位置留设预埋件,预制的雀替通过预埋件与主体结构的额枋(檐枋)和檐柱焊接连接。

木斗拱与混凝土的预制雀替都是作为装饰构件,与主体结构不是一起现浇成型,但采取了上述方式与受力构件连接后,再经过油漆彩绘处理,整个建筑物浑然一体,完全达到了传统木结构的艺术效果。建成后的大悲殿入口屋檐照片图4。

5 结束语

钢筋混凝土结构的仿木仿古建筑,因组合形式变化大,构件形状复杂,其空间梁板的形状定型和模板、钢筋施工是最大的难题,给传统的钢筋混凝土结构设计带来了许多挑战,本文探讨了一些新的思路,力求用现代的构造和装饰处理,还原其传统古代建筑的风格。大悲殿于2004年4月完成设计,同年5月开工,2005年年底建筑竣工图50

参考文献:

仿古建筑结构设计例2

1.引言

在我国建筑史中将清代以前的建筑称为古建筑,古建筑以其宏伟的气势,合理完善的结构,华丽的装修为世人所瞩目。在世界建筑史上堪称独树一帜的建筑体系,也是世界建筑史上的一朵奇葩,但是由于战争、地震等一系列人为或自然灾害的因素影响下,使我国古建筑保留甚少,而仿古建筑作为古建筑艺术与现代科学技术的结合的产物,不仅继承了古建筑造型优美、气势恢宏的特点,而且还增强了结构抗灾害能力和耐久性、并使其结构类型得到了很大的发展。这些特点使得仿古建筑行业近年来如雨后春笋得到了飞速的发展。

2.仿古建筑的建筑样式

2.1仿古建筑样式的发展

仿古建筑在建筑形式上较为忠实地模仿传统建筑,并保证建筑外观基本反映传统建筑的主要特征。在材料和施工技术上则使用了大量的现代科技。

仿古建筑的样式根据几千年来古建筑的发展而来,传统的古建筑是随着古代文化的不断进步演变而来。传统的古建筑可以追溯到六、七千年前的古代人就出现了用木棍、泥草建造出简单的穴居和浅穴居,而且在这时已经出现的“榫卯”结构。随着科学以及文化的进步在汉唐时期传统古建筑发展达到了第一次盛世,出现了大规模的建筑群,屋顶的样式极大的丰富,也出现了“斗拱”结构。然而在这之后一直没有像汉唐时期的大规模建筑群,但是由于科技的发展,传统古建筑在造型上更加细腻、美观,而且融入了大量印度、西亚的建筑风格。到了明清时期是传统古建筑的鼎盛时期,由于国家的实力以及科学技术的发展都达到了较高的水平,这一时期的建筑在规模以及样式上都达到了一个新的历史水平。

2.2仿古建筑样式的分类

仿古建筑继承了几千年来古建筑的发展到现在根据建筑样式可以分为硬山、悬山、歇山、庑殿、攒尖五种基本形式。

硬山是指屋面仅有前后两坡,左右两侧山墙与屋面相交,并将檩梁全部封砌在山墙内的建筑叫硬山建筑。硬山建筑是古建筑中最普通的形式,无论住宅、园林、寺庙中都有大量的这类建筑。

悬山是指屋面有前后两坡,而且两山屋面悬于山墙或山面屋架之外的建筑,称为悬山(亦称挑山)式建筑。

歇山是指屋面前后左右四个坡面,在左右坡面上各有一个垂直面,故而交出九个脊,又称九脊殿或汉殿,曹殿,这种屋顶多用在建筑性质较为重要,体量较大的建筑上。

庑殿是指殿建筑屋面有四大坡,前后坡屋面相交形成一条正脊,两山屋面与前后屋面相交形成四条垂脊,故庑殿又称四阿殿、五脊殿,是中国古代建筑中至高无上的建筑形式。

攒尖平面为圆形或多边形,上为锥形的屋顶,没有正脊,有若干屋脊交于上端。一般亭、阁、塔常用此式屋顶。

3.仿古建筑结构形式

仿古建筑是运用传统营造法则与现代施工技术与材料技术的完美结合,从而使得仿古建筑不但再现了古建筑的文化特征更使其抗震性能与耐久性有何很大的提高。根据建筑材料的分类仿古建筑不但继承了古建筑中的木结构与砌体结构并衍生出抗震性能优越的钢筋混凝土结构与钢结构,下面将对这几种结构进行简单的介绍。

3.1 木结构

木结构是指以木材为主要受力体系的工程结构。与其它材料建造的结构相比,木结构具以下一些优点:木材资源再生产容易;木材具有较好的保温隔热性能;由于其纹理自然具有很强的亲和力;木构件制作、施工方便;由于自重轻且所以具有较好的抗震性能;木结构的具有较好的塑性、韧性。但是木结构也有一些致命缺点:木材容易腐蚀,易受虫害,木结构的防火性能较差;木结构的各向异性个方向上的各项强度差别较大。

3.2砌体结构

砌体结构是砖砌体、砌块砌体、石砌体的总称。因为仿古建筑大量使用的是砖和石头砌筑,所以一般简称为砖石结构。

砖石结构仿古建筑具有就地取材、成本较低、耐火、隔热、隔声性能好以及施工方便等特点,而且砖石作为建筑材料有较高的抗压能力使结构的承载力提高。但砖石结构也存在许多缺点:由于砖石的体积大、自重大砌筑用的砂浆粘结力较弱因此结构的抗拉、抗弯、抗剪性能较低,抗震性能差;砖石一般体积大、自重大所以材料不易运输生产率较低。

3.3钢筋混凝土结构

钢筋混凝土结构仿古建筑是指仿古建筑的主要结构构件为钢筋混凝土材料建造的仿古建筑结构。由于钢筋混凝土结构有较好的整体性、可模性、耐久性及耐火性而且其工程造价较低所以是仿古建筑中使用最为广泛的一种结构形式。

钢筋混凝土可以根据需要浇注成各种仿古结构构件,能够较好的重现古建筑的外形,钢筋混凝土材料易于运输,建造成本较低,建好后具有良好的耐久性、耐火性、抗震性。

3.4钢结构

钢结构仿古建筑是指仿古结构构件是由热轧型钢、钢板或冷加工成型的薄壁型钢制造而成的仿古建筑结构。钢结构的特点主要有:材料强度高、韧性和塑性好;制造施工简便,施工周期短;钢结构质量轻,有较好的抗震性能;钢材材质均匀,符合力学计算的假定;可重复利用,符合可持续发展的要求。但钢结构的耐腐蚀性差、耐热不耐火、造价成本高使得钢结构在仿古建筑应用中有许多局限性。

4.仿古建筑结构的抗震设计理论

仿古建筑在结构的抗震设计时设计人员通过对工程实际经验的总结提出了“小震不坏,中震可修,大震不倒”的三水准的设防标准,这是为了保证人们生命安全同时兼顾经济节约的设计原则,以概率论为基础提出的设计方法。 第一水准是考虑多遇地震,结构在使用期间,遭遇这类强度较低的地震频率较高。在遭遇这类地震时结构应当不损坏且不需要修理,这就要求结构在遭遇这类地震下应处于弹性状态,可以假定服从线性弹性理论,用弹性反应谱进行结构的地震作用计算,截面设计应满足承载力要求,并控制结构弹性变形符合要求。第二水准是考虑基本烈度设防地震,结构在遭遇基本烈度的地震作用时,允许整体结构达到或超过屈服极限,产生一定的弹塑性变形(这时钢筋混凝土结构会产生裂缝),结构依靠自身的塑性变形消耗地震产生的能量,从而使结构可以保存下来,经过维修结构依然可以使用。在这类地震作用下,结构的抗震设计应考虑结构的弹塑性变形。第三水准是考虑罕遇地震在罕见强烈地震作用下,结构进入较大的弹塑性变形状态,部分结构破坏,但应避免结构的整体倒塌,保证生命安全,在罕遇地震的作用下结构抗震设计则完全是为了防止结构倒塌的设计。

5.仿古建筑的设计方法

古建筑的设计及施工主要以不断积累的经验、方法为主。仿古建筑在设计要做到神形兼备,就必须按照古建筑结构形式及尺寸模数进行设计。然后根据现代现行的抗震规范进行计算、设计保证结构的可靠性及安全性。最后运用现代计算机技术进行建模、计算分析。只有这样才能保证仿古建筑既满足古建筑的外观样式又能满足现代结构的抗震以及安全需要。在仿古建筑设计最开始时,设计人员根据建筑的作用、整体美观效果来确定仿古建筑的屋面形式、外形尺寸、屋面举折情况等,然后根据仿古建筑的建筑模数确定各构件的几何尺寸将整体结构的建筑模型确定下来,最后根据简化结构模型计算,并用计算机对结构进行内力验算,复核各结构构件是否满足承载力以及抗震需要。

6.结束语

仿古建筑沿用了传统古建筑的样式,采用现代先进的设计、施工、材料技术,使得仿古建筑既能展现传统古建筑的宏伟气势,有具有现代结构的可靠性、安全性。这是将传统文化与现代先进技术的完美结合,相信随着经济文化的发展仿古建筑的使用将更为广泛,所以仿古建筑必然会在建筑领域获得光明的前景。

仿古建筑结构设计例3

中图分类号: S611 文献标识码: A

一、前言

文章对现代设计中仿古建筑的特点进行了介绍,对仿古建筑的定义及设计要求进行了阐述,通过分析,并结合自身实践经验和相关理论知识,对现代设计在仿古建筑中的应用进行探讨,具有一定的借鉴意义。

二、现代设计中仿古建筑的特点分析

1.现代设计中仿古建筑的概念简述

中国建筑文化历史悠远,形成独特,建筑物造型优美,结构严谨,宏伟中不失细腻,庄严中不失优雅。而“仿古建筑”一词正式起源于20世纪50年代,但直到上世纪末学术界在理论上的探讨,褒贬不一,可以说它经历了一个坎坷不平的产生发展和成熟的过程。

仿古建筑形式有广义和狭义之分,广义的仿古建筑形式是指利用现代建筑材料或传统建筑材料,对古建筑形式进行符合传统文化特征的再创造。狭义的仿古建筑形式是指利用传统建筑材料,在特定范围内对古建筑的复原,严格讲属于文物修复范畴。

2.仿古建筑的特点简述

仿古建筑通俗点讲既是用现代的施工工艺体现古代建筑的外形。而我们知道由于古代建筑材料和理论的局限性,古建筑并不存在高层结构;故而现今的仿古建筑多以单层和多层为主。众所周知,现代多层建筑多为砌体结构和框架结构。所以在仿古建筑中以钢筋混凝土结构为主。

(1)中国古代建筑特点体现在使用木材作为主要建筑材料,并保持构架制原则。为了保护木材,表面需加油漆,在长期的发展演变中,中国古代建筑形成独具特色的彩画制度,令世人叹为观止。鉴于木结构的耐火性很差且使用周期短,在现今建筑中已经不提倡使用;而构架制的结构形式和现在的钢筋混凝土框架结构极为相似:传力途径明确,主体的承重结构和围护结构分开。这就说明框架结构是最能体现古建筑精髓的结构形式。这也为室内空间的灵活布局创造了条件。

(2)中国古代建筑中,常用多种多样的罩、挂落、隔扇、屏等自由灵活地分隔室内空间。但彩画制度这一形式在现今的钢筋混凝土结构中也只能通过外贴或喷绘等装修手段才能达到。

(3)中国古代建筑创造并使用斗拱结构形式,斗拱是中国古代建筑体系中所特有的形制,它既是梁和柱之间传递荷载以及承担抗震作用的结构构件,又以其自身优美、华丽的造型而成为建筑的主要装饰构件。集结构功能与装饰功能为一体的精华所在。随着现代结构形式及建筑材料的发展,斗拱这一重要的结构构件应用在仿古建筑中时已经失去了原有的实质性作用,而仅仅作为一种具有观赏性的装饰构件。但是它作为古建筑的代表性构件是不可或缺的。

三、仿古建筑的定义及设计要求

1.仿古建筑的定义

仿古建筑是指在建筑形式上较忠实地模仿传统建筑,并保证建筑外观基本上反映传统建筑的主要特征,其结构、材料及施工技术方面均反映近现代建筑的主要特征,是近现代的建筑作品。

2.中国古建筑庭院式的组群布局

从古代文献记载,绘画中的古建筑形象一直到现存的古建筑来看,中国古代建筑在平面布局方面有一种简明的组织规律,这就是每一处住宅、宫殿、官衙、寺庙等建筑,都是由若干单座建筑和一些围廊、围墙之类环绕成一个个庭院而组成的。一般地说,多数庭院都是前后串连起来,通过前院到达后院,这是中国封建社会“长幼有序,内外有别”的思想意识的产物。古人曾以“侯门深似海”形容大官僚的居处,就都形象地说明了中国建筑在布局上的重要特征。

3.仿古建筑的设计要求

如今的仿古建筑物大多使用钢筋混凝土结构而不是木结构,为了使得建筑物在装饰之后的外观效果能达到模结构的程度,仿古建筑物在结构设计时要满足以下几个要求:

(1)模数要求和构件定型化

建筑物中各个受力构件的大小和形状都要满足古建筑的模数的要求。其他各传力构件也要严格按照古建筑物中各构件的形状和尺寸来确定。

(2)屋面造型要求

建筑物屋面各部位的变化要明显,对其构造也有很高的要求,构架体系可使用步架和举架的方法进行处理,以达到屋面坡度越往上越陡峻,越往下越平缓的效果,将中国古建筑独特的一面完全展现出来。

(3)在建筑结构中有许多构件具有独特的装饰作用,主要包括斗拱和雀替两种:

①斗拱

在斗拱中有一个方型的底座叫做斗,上面的船形木块叫做拱。斗拱是古建筑中一种独特的型制,处于柱子和木结构梁之间,它的主要作用是传导屋面的荷载、加大屋檐挑出的长度、以及吸收地震的能量等。对于如今的仿古建筑物来说,斗拱主要起着装饰的作用。

②雀替

用于额枋,与檐柱相交处,类似于三角形,在其表面一有雕有装饰的构件。其主要作用是缩短梁枋的净跨距离、辅助拉结和装饰等。

四、现代设计在仿古建筑中的应用

1.古建筑一直采用木构架为主要的受力体系,工程施工与设计主要以传承的经验、方法为主。现在出现了大量的以钢筋混凝土或钢结构为主要受力体系的仿古建筑。为了对古建筑模仿做到形似,就势必遵照古建筑木结构的结构形式和尺寸权衡,另外还得符合现代建筑规范要求。

按照现代力学理论进行简化,运用现代计算工具进行建模、计算、分析。这样将给建筑和结构设计提出了更高的要求,在仿古建筑的设计之初,设计人员脑袋里已经有了即将仿建的古建筑形式,是硬山、歇山还是攒尖,是卷棚还是正脊,开间、进深各为几间,有没有外廊,屋面举折情况等等。

构想出要仿取的纯正古建筑具体情况,然后再根据古代建筑模数制度计算各种构件的几何尺寸,再根据简化结构简历结构模型,运用现代结构计算软件计算其内力,复核其截面是否满足承载力要求。

2.大屋顶结构设计

屋顶形式多样,有重檐歇山、十字脊、顶、攒尖、四坡。大屋顶的屋面板是由几段折板组成,在折板的转折点,按照建筑的要求,主要区域直接设置钢筋混凝土梁,局部次要区域梁高与板底有高差时,用砖墙填砌,对于一些不能加梁的区域,则按照构造要求设置弯折钢筋。外墙的封檐板因为尺寸的限制,不能用填充墙砌筑,则用现浇钢筋混凝土板,板内配置双层双向钢筋,分别锚入屋面板和屋面梁内。

3.斗拱和雀替的设计

笔者在考察其他仿古建筑时了解到:其斗拱大多是采用钢筋混凝土预制构件,各级斗与拱之间通过预埋件焊接连接。尺度较大时或座浆连接尺度较小时,斗拱在结构中为受力构件,这种做法的主要缺点是做工较粗糙、不美观而且前者由于构件数量太多、防腐和维修费用较高、后者受力不太可靠。应用现代设计,

雀替仅作为装饰部分,不考虑其受力则采用钢筋混凝土预制构件。用定型模板在施工现场制作,主体结构施工时在相应位置留设预埋件。预制的雀替通过预埋件与主体结构的额枋檐枋和檐柱焊接连接,木斗拱与混凝土的预制雀替都是作为装饰构件与主体结构不是一起现浇成型,但采取了上述方式与受力构件连接后,再经过油漆彩绘处理整个建筑物浑然一体,完全达到了传统木结构的艺术效果。

五、结束语

仿古建筑中,合理的应用建筑设计,可以在体现建筑的古典气息的同时,更好保证工程的质量,同时缩短施工周期,当然,还是很多可以深化的地方,需要我们投入更多的实践才行。

参考文献:

仿古建筑结构设计例4

1.前言:

中国古建筑以其独特的结构方法和布置模式,成为世界上独具风格的一门建筑学科,虽然历经了数千年的演变,始终活跃在现代建筑领域。中式传统古建筑以木结构为主,但随着社会的发展与进步,传统木结构在节能环保、材料的选择、防火与防腐方面的处理等方面的缺陷日益明显。如何使中国古建筑文化得到更好的继承与发展?这是现代建筑领域的一个新的课题,只有将新技术、新材料运用到仿古建筑的设计和建造之中,才能使其得到更加长足的发展。现代仿古建筑以钢筋混凝土结构为主,改变了传统中国古建筑以木结构组合为主的受力系统,吸收了传统中国古建筑风格的精华,在钢筋混凝土结构的基础上,将传统古建筑的造型、部件等作为装饰效果,从而达到建筑上的仿古目的。

2.仿古建筑的结构设计要求:

现代的仿古建筑一般采用钢筋混凝土结构,为了使其在油漆彩绘之后达到与木结构相同的外观效果,与传统的钢筋混凝土结构相比,仿古建筑的结构设计具有以下几个特殊要求:

2.1模数要求和构件定型化

各结构受力构件的规格必需满足古典建筑的模数要求,传力体系中各构件的尺度和形体必须仿照古代木结构中柱、梁、枋、檩的相应做法。

2.2屋面造型要求

由于古建筑中屋面变化显著、造型要求高,构架体系采用了步架和举架的处理方法,屋面坡度越往上越陡峻,越往下越平缓,形成了曲线优美、出檐深远的特征,体现了我国古代建筑的造型特点。

2.3建筑中有大量的具有独特装饰作用的结构构件,其中最具有代表性的是斗拱。

斗拱中方型的底座叫做斗,上面错落搭建的船形木块叫做拱。斗拱是中国传统古建筑特有的型制,它位于木结构梁和柱子之间,具有传导屋面荷载、加大屋檐挑出长度、缩短梁枋跨度、吸收地震能量等结构作用和装饰作用,是中国古代建筑中最具特色的部分之一。对于仿古建筑而言,因主体受力体系为钢筋混凝土,装饰往往成为斗拱的主要作用。

3.工程实例:

李白纪念馆位于江油市北郊昌明河畔,是为了纪念唐代大诗人李白而修建的。李白纪念馆是全国最大的李白文化资料中心和李白文化主题公园,1962年修建,1982年开馆接待游客。主要包括太白堂、太白书屋、听涛轩、问水榭、望月亭等十多个大大小小的建筑群。由于受到2008年5.12大地震的影响,李白纪念馆受到了很大程度的破坏,为了支援江油市的重建工作,我院承接了李白纪念馆恢复重建工程的设计工作。该工程包括十多个单体建筑,结构形式均采用钢筋混凝土仿木框架结构。下面就以太白堂为例介绍几点结构设计体会:

3.1 结构体系:

太白堂采用现浇钢筋混凝土仿木框架结构,采用SATWE程序进行整体计算,主受力框架采用PK程序复核计算配筋。主受力框架立面详见图1,结构方式按照古建筑中的“叠梁式”,构架体系采用了步架和举架的处理方法,其传力途径也明显不同于传统的钢筋混凝土结构,屋面荷载通过T形屋面板传给屋面檩条梁,再由梁架逐层往下传递,最终通过最底层的梁传给框架柱,形成了“柱托梁、梁托柱”的特殊结构体系。

3.2 屋面板的设计:

木结构的屋面木基层是由望板和橡组成的,这就使得仿古建筑的屋面板截面形式为T形,板肋之间的距离很近、肋高较小见图3,加上屋面陡峻、造型复杂,屋面一次性全现浇施工难度很大,支模困难,混凝土浇注质量和外观效果均难保证。故太白堂将屋面板设计成叠合板,先预制单块的预应力混凝土T形板(或几块T形板组合)作为底模,再在底模上绑扎钢筋网,用细石混凝土浇注叠合层,完成后二者形成整体共同受力。设计时按叠合前和叠合后分阶段对T形板进行强度计算、抗裂验算、挠度验算。均满足旋工阶段和使用阶段的受力要求。

3.3斗拱的设计:

在主体结构为钢筋混凝土的仿古建筑中,斗拱是作为受力构件还是纯装饰构件?采用木结构还是钢筋混凝土结构?在太白堂的结构设计中,采用的是钢筋混凝土预制构件,各级斗与拱之间通过预埋件焊接连接(尺度较大时)或座浆连接(尺度较小时),斗拱仅作为装饰构件,不考虑其受力。

仿古建筑结构设计例5

1.仿古建筑的概念和特点

中国是世界文明古国之一。中国建筑文化历史悠远,形成独特,建筑物造型优美,结构严谨,宏伟中不失细腻,庄严中不失优雅。“仿古建筑”与古建筑几乎相同,但它已经完全脱离了具体型式的案臼,如果仅停留在型式上的理解,那么对传统建筑的因袭照搬就在所难免,也是对仿古建筑形式的偏见。所以说对“仿古建筑”一词全面和准确的表述是模仿古建筑设计的外在表现形式。

中国古代建筑特点体现在使用木材作为主要建筑材料,并保持构架制原则。为了保护木材,表面需加油漆,在长期的发展演变中,中国古代建筑形成独具特色的彩画制度,令世人叹为观止。鉴于木结构的耐火性很差且使用周期短,在现今建筑中已经不提倡使用;而构架制的结构形式和现在的钢筋混凝土框架结构极为相似:传力途径明确,主体的承重结构和围护结构分开。这就说明框架结构是最能体现古建筑精髓的结构形式。这也为室内空间的灵活布局创造了条件。中国古代建筑中,常用多种多样的罩、挂落、隔扇、屏等自由灵活地分隔室内空间。但彩画制度这一形式在现今的钢筋混凝土结构中也只能通过外贴或喷绘等装修手段才能达到。

2.仿古建筑的基本样式

建筑的外部形态是在满足了功能和结构前提下的美化。西南地区穿斗式木构民居的平面布局是以“间”为构成单位而组建成单座建筑,再以单座建筑组成庭院。现代人对居住空间有了更高的要求,不但结构多样,功能的划分也愈加丰富,这是传统民居的“间”所不能满足的。因此,仿古建筑要为今所用,就不得不作出改变。今天的“仿”主要是对古建筑的外观造型、装饰部件和建筑色彩的仿,对建造工艺仿的较少,柱、枋、?、斗拱等主要构件在仿造中被钢筋水泥替代,纯粹成为了体现“古”的装饰元素。“古色古香”是现代人对古老的东西最直白的感叹,因为色的搭配能引发人们对古的感受,中国古建筑在几千年的发展历程中形成了其独特的色彩搭配体系,在重庆的仿古建筑中则主要体现了原木色的柱与枋,青色板瓦、白墙。

3..工程案例概况

近期所内通过几个项目对仿古建筑的规划和设计进行了很好地实践。如下文提到的项目为东海半边山五彩渔镇项目,位于东海半边山旅游度假区的新鹤片区,北临居民点,东至新鹤沙滩,西、南接四季渔村。项目基地周边比邻欢乐海洋、品尚度假等主要项目。五彩渔镇项目由三块用地组成,总用地面积约18.31万平方,计容建筑面约16.14万平方米。其中本次报建项目为其中一块标编号ZX01-09地块,用地面积15.53万平方米,容积率1.0,计容建筑面积约15.53万平方米。

4.仿古建筑的做法

在仿古建筑设计实践中,新老工艺结合运用常见三种形式。其一是基本继承传统古建筑的木、砖、石构造做法,局部隐蔽部位采用新工艺以弥补传统工艺做法的不足。如在建筑的基础采用现代地基基础设计规范予以处理,使古建筑中常出现的基础沉降现象得到改善;在建筑屋面系统隐蔽部位增设现代材料的防水层,有效延长了仿古建筑屋面系统的使用寿命。第二种是主体构造框架应用钢筋混凝土或钢结构,并通过古建筑传统装修方法如天花、藻井、走马板、油饰彩画等,使其构造框架处于隐蔽部位。其他细部构件采用传统工艺做法。这种结合方式既能较好体现古建筑的神韵,降低建筑成本,对建筑的主体构造也起到加强作用。第三种则是基本上采用现代混凝土施工工艺去完成对古建筑形体的塑造,通过装修装饰的手法去体现古建筑的特点。这种方式的优点是大量应用了现代建筑技术,但复杂且精细的装饰构件通过混凝土来实现是对施工工艺的考验。

如何利用钢筋混凝土结构来实现古建筑中的各个节点和构件?接下来我们通过下文来阐述仿古建筑的设计的几个要点。

(一)合适的柱网开间

仿古建筑有较为规整的开间模数, 考虑到一扇木门的宽度在500mm到600mm之间,一般在3.6米到4.5米之间,每开间做四门或者六门。

(二)合适的层高比例

仿古民居一般做两层,较低楼层层高高,较高楼层层高矮。为适应现代建筑的功能布局,一般首层可控制在3.3米左右,二层2.8米左右。

(三)准确的轴线定位(结构轴线、木构轴线)

仿古建筑的主体结构仍为钢筋混凝土结构,本身有一套柱网体系。但仿古建筑仿的是木结构,故另需要一套反映木构装饰的轴网体系。两套轴网在大部分情况下基本一致,但在一些入口变化的地方,为保证外在的木结构开间的一致,刚劲混凝土柱位需要往里退。

(四)多样的墙身的做法

通过实地考察我们总结出仿古建筑的几种立面,反映到构造上就是几种墙身的做法。

4.结语

仿古建筑的兴起既有历史的缘由,又符合现实的需要。它虽是现代机械化的产品,但我们也不能忽视其体系中承载的文化记忆,简单地把中国古典元素同西方建筑理念组合起来,难免会落于俗套,给人留下索然无味的感触。在经济建设与文化复兴兼顾发展的今天,文化不应该成为发展经济的垫脚石或装饰品,更不能将仿古建筑作为表现文化的唯一手段,因为历史与社会总是在发展,人类的建筑文明始终该有新的篇章。

参考文献

仿古建筑结构设计例6

1.1关于仿古建筑的既往研究

关于仿古建筑的以往研究主要分为仿古建筑的多重价值、设计理念以及构建形式等三类。首先,仿古建筑的形式、空间以及建筑元素具有一定科学和艺术价值,在一定程度上承传了传统文化。例如,卢中一、斯满芳的《仿古建筑与现代文明》探索了仿古建筑的现代价值,为传统建筑的保护、开发和利用提供参考借鉴[1]。其次,仿古建筑设计并非对传统要素的复制和粘贴,而是对富有美学意义的传统建筑或其构建方式进行抽象和总结,采用新材料、新技术、新观念抓住传统精华,在作品中恰当地展示传统韵味。相关研究如赵侃的《仿古建筑兴起的文化因素》,着重从文化要素等方面对仿古建筑的兴起进行分析,挖掘其文化根源[2]。再次,仿古建筑的构件组成和建构形式也是研究的重要组成部分,例如刘卉的《仿古建筑坡屋面设计探讨》等,对古代某些具体建筑的构件数据进行了深入细致地考察[3]。上述研究为文章提供了研究范围和方法上的参考,但既往研究中缺少对仿古建筑出现根源的系统性总结,仿古建筑设计手法的研究更为少见。文章将针对以上问题着重讨论,并提出适应仿古建筑发展的相关策略。

1.2研究方法

文章主要采用文献研究法和描述性研究法进行研究。(1)文献研究法:通过调查各类文献来获得资料,全面地掌握建筑设计中的仿古现象。在了解仿古建筑历史和现状的基础上,形成关于研究对象的一般印象。最终在现实资料的比较中全面了解建筑仿古现象出现的根源和创作手法。(2)描述性研究法:将已有的建筑仿古现象相关理论通过理解和验证进行叙述和解释。通过叙述总结相关论证,定向提出问题并予以阐释,从而对仿古建筑的发展和运用进行展望。

2.仿古建筑的出现根源

2.1崇尚传统、追根溯源

在建筑创作的过程中,面对优秀的传统文化、独特的传统建筑风貌,尤其是身处文化历史保护区中的建筑设计,建筑在形式上往往难以整体改变,而沿袭模仿便成为延续文脉中一种很自然的手法。“建筑,应当就像从她所在的地方生长出来的一样”[4],受此思想的影响,建筑设计常常以地域传统为依据研究特定的历史文脉,创作出与历史建筑融为一体、服务原有环境的作品。例如,屯溪老街沿街店铺改造设计(图1)仍保留老街独特的街巷肌理和风貌特征,并在建筑高度、体量、风貌、色彩上进行严格控制,使老街视觉协调、尺度适宜。同时,街边店铺采用统一而又有变化的匾额以及各种灯饰、小品,使老街充满传统气息与时尚活力。类似屯溪老街沿街商铺立面改造的仿古设计,不仅在建筑的体量和细部构造上与传统建筑相近,更从神韵上、气质上达到了“神形兼备”的境界。

2.2吸引眼球、创造价值

仿古建筑出现在风景名胜地是一种常见现象,往往能为原有风貌增色并弥补原有功能的不足,而在旅游经济的带动下,多地出现仿古建筑甚至仿古街区,在城市也不例外,城市异域风情商业街即是其中一种。异域风情商业街大多通过对异国风情的刻画形成特色风貌从而吸引游客、促进投资。例如,仿欧式建筑借鉴了欧洲传统建筑的空间关系和比例尺度,在一定程度上拓宽了公众视野,带动了当地经济。然而,建筑比例失调、装饰烦琐等现象仍时有出现,对于建筑设计创作来说,通过刻意模仿的欧洲风情聚集区如何与原有区域环境文化相协调仍有待思考。

3.仿古建筑的主要设计手法

建筑设计中的仿古形式大体分为两种,即狭义仿古设计和广义仿古设计[5]。狭义仿古建筑设计手法是指利用当地传统材料和工艺在特定范围内对古建筑进行复原工作;广义的仿古建筑设计手法是指延续地域传统文化特色,并利用现代材料和科学技术手段对古建筑实施一定改造。在仿古建筑的具体设计手法方面,又可分为以下三种:

3.1造旧如旧

此种做法通常针对特定风貌保护区中的历史文化建筑。历史建筑的意义在于文化,因此对历史建筑进行的改造或者加建,形式上应与传统保持一致。在特定的历史环境氛围中,仿古建筑的设计多遵循“造旧如旧”的原则。例如,青岛中山路历史风貌保护区中的天主教堂修缮项目(图2),为了保持建筑原有的欧洲风情以及良好的比例关系,施工过程中仔细参考旧堂资料并进行系统理论研究,当年德国设计者所保留的大样图纸则为改造保护提供了重要的参考依据。

3.2造旧添新

相比“造旧如旧”的设计手法,“造旧添新”主要坚持和而不同的原则,关键内容既在于保持与传统建筑在形式上的微小差异,同时又有所创新,满足美学意义上的形式统一。新建的仿古部分不管与原有建筑多么相似,也不可能饱含先祖的劳作和汗水,因此,后人所做的仿古建筑远观能保持整体风貌统一,近观可令细心的观察者将仿古部分同原作分开,就会在很大程度上避免将新作仿古部分与历史遗迹混为一谈的“假古董”的现象。例如,绩溪博物馆的设计中,继承了传统徽派建筑与聚落的表现肌理(图3),设置了多个庭院、天井和街巷,并尽可能地保留用地内现有树木的原状,既是对徽派传统建筑的传承,也是对传统山水相融环境理念的重释。

3.3无中生有

相对于前两种设计手法,“无中生有”或许是建筑设计中最容易让人质疑的设计手法,尤其对于结构复杂、代价高昂的仿古建筑。实际上,“无中生有”的设计思路若能清晰地展示地域文化、具有特殊的教育意义或其他需要也无可厚非;而若只是一味追求模仿,忽视建筑空间本身的功能性则大可不必。研究古建筑的意义在于传承文化、感悟先祖的创造印迹,如若仅为粗糙和生硬的仿古,则很难在真正意义上达到仿古的效果,更难说像真正的古建筑一样给大众带来震撼力和感染力。

4.建筑仿古现象的未来

4.1古建筑信息库的建立

仿古建筑的依据是古建筑,设计是否得当、准确,其重要的参考标准都来源于现存的古建筑和相关文献。因此,考察古建筑现状、测绘古建筑数据、整理相关古代建筑设计文献,对于今天仿古建筑的设计具有重要价值和重大意义。同时,今天也是未来之古,相关研究人员应按照设计需求做好当代地域特色建筑的信息收集,供后人参考。

4.2设计素养的提高

仿古建筑设计的复杂性和特殊性要求设计者具备较为深厚的专业知识、文化素养和综合设计能力。要不要建仿古建筑、仿古建筑形式好不好,设计者修养的高低、设计理论体系的完善与否往往起到了关键性作用。因此,不断加强建筑师的职业素养和文化素养,不断自我学习、自我提升,不断树立文化自觉和文化自信,才能在仿古建筑的设计舞台中找到合适的继承模式和贴切的现代作法。

4.3现代技术的融入

随着科学技术的进步和大众审美能力的提升,人们对仿古建筑各方面的要求越来越高,因此纯粹的形式模仿是原地踏步的消极继承。仿古建筑应与现代环境相结合,与现代生活需求相适应,与现代建筑技术相结合,形成与自然环境、人文景观相协调的“艺术整体”,构建安全可靠的舒适空间,达到“仿古不同古”的艺术效果。现代技术的应用,让仿古建筑在认真忠实地继承传统建筑形式的同时有所创新,在创新中有所进步,并在进步过程中传递时代特征。

5.结论

仿古建筑作为当代建筑的一部分,是传统文化的载体和民族的精神的延伸。一方面,在坚持承传文化指引下的仿古建筑设计继续发展,有利于传承和保护传统建筑遗产;另一方面,建筑师应该站在建筑学的专业立场上,致力于研究建筑仿古现象,继承和发扬其精髓,统筹兼顾其象征功能、价值功能、使用功能等社会层面的作用。仿古建筑并不是生搬硬套地建筑符号拼贴与罗列,也不应一味地沉醉于历史的辉煌与文化的璀璨。仿古建筑设计必须通过辨证思维的运用,坚持文化高度自觉,摒弃奇奇怪怪的建筑,从民族精神实质上下功夫,真正提升建筑文化内涵,使仿古建筑在我国新型城镇化的快速发展中,成为众多建筑作品中画龙点睛、承传文化的一道风景线,为城乡风貌增色。

参考文献:

[1]卢中一、斯满芳.仿古建筑与现代文明[J].城乡建设,2003(10):45.

[2]赵侃.仿古建筑兴起的文化因素[J].艺术评论,2009(3):72-75.

[3]刘卉.仿古建筑坡屋面设计探讨[J].上海建设科技,2009(2):31-33.

仿古建筑结构设计例7

1混凝土仿古建筑设计原则

在混凝土仿古建筑设计过程中,应当坚持以下基本原则。1.1节省建材木料从当前国内形势来看,木材存量比较少,尤其是硬木,主要靠进口。从工程建设造价上来看,木结构的建筑工程项目成本较高,不如混凝土框架结构的建筑节约成本。实践中,可用框架外包木板的方式做建筑结构的梁枋,比如慈溪佛迹寺工程,就起到了小材大用的效果。从这一方面来讲,在工程设计过程中,可借鉴但不能照用,建议用建筑模数对其进行设计,基本能够实现传统建筑形制即可。1.2传统建筑风格的延续以屋顶檩条和桷板为例,利用混凝土进行支模浇筑,作业难度非常大。从传统风格的延续和经济性考虑,屋顶按照传统方法进行施工建设。同时,室内可利用木结构进行装修,以此来传承传统的建筑风格,比如挂落、花罩等。在设计混凝土梁架时,应当充分考虑木构架的性能,将梁、枋、柱穿插环节处理好。1.3设计方案应当便于施工建设仿古建筑构件一般都非常的粗犷,很多精细装饰无法做到木材施工效果。在工程设计过程中,应当尽可能地保留传统风格,简化木装饰,有效把握好混凝土建筑结构与传统形象之间的关系,方便施工建设。

2混凝土仿古建筑主结构施工技术要点

在混凝土仿古工程施工建设过程中,涉及到很多方面的内容和环节,以下对主要的结构施工技术要点进行分析。2.1柱与柱础施工要点混凝土仿古建筑的柱子,通常是混凝土仿木结构,通过上漆仿木。在施工建设过程中,利用耐水原子灰进行打底找平,然后再涂两遍红色的亚光漆,就能够呈现出木柱效果;同时,也可以利用外墙防水聚氨酯仿古漆,并且在漆底扇灰掺加一定量的纤维素。对于混凝土柱而言,可利用面层贴木条和木板的方式来仿造木柱。在传统的建筑结构中,有瓜棱柱,其采用包镶等手法将几条柱拼接成一根大柱,既美观又省料、承重。在混凝土仿古建筑施工建设过程中,可借鉴该种方法,中间是混凝土大柱,周围包上若干个小木柱。以岭南地区为例,多数传统的柱础收腰都非常的小,此时混凝土柱难以有效地从柱础穿过,建议利用钢管从柱础穿过,然后与基础相互承接起来。完成基础施工以后,将空心柱础与基础套接起来,钢管向上伸出来,然后再与柱钢筋相连接。在实际施工操作过程中,应当先对柱础进行校核,做好相关保护措施,后续浇灌柱。再以江南北方地区为例,柱础一般为圆鼓状,能够将两瓣柱础紧紧地贴在柱上,大悲禅院即为典型代表。2.2墙面施工要点对于传统的建筑墙体而言,其墙体主要采用青砖墙建造。在设计过程中,只需对面层进行仿古处理即可,而且内部全部按照现代方式进行砌筑。以江南地区为例,传统墙体多为白灰形,在砌完墙体以后,面层直接抹灰即可。对于我国北方及岭南地区而言,墙体一律是清水砖墙,在混凝土仿古建筑施工过程中,面层利用青砖片贴黏即可,青砖片质感、色泽均与青砖类似。在仿青砖墙施工建设过程中,将青砖切成三片,并且将切片贴在墙体之上,效果接近传统效果。2.3梁架施工要点混凝土仿古建筑的梁架以混凝土结构为主,其施工要点如下:①雏形建造。混凝土框架借鉴传统建筑形式进行简化施工,梁架的截面为矩形,规格尽量与传统尺寸接近。②塑形。框架建成以后,将水泥、石灰和砂子按3∶1∶3的比例进行配制,并将混合砂浆均匀地涂抹在框架之上。根据仿梁架塑形,梁架形式尽可能地简单化。③上漆。根据设计方案,各部位按计划上漆。在对梁架上漆时,可参照混凝土柱的上漆操作方法。在梁架细部位置处理过程中,传统的梁头、短柱和梁底等均有雕花工艺,混凝土仿古建筑可在塑形过程中稍作修正。比如,在需雕花处镶嵌细木条,塑形后取下木条,并进行简单雕花。如果混凝土仿古建筑的梁枋截面较之于传统形式有较大的差距,则可将梁枋进行亚字形处理,并且在构件的两侧中部位置镶嵌木条,成型后再将其取下即可。2.4屋顶施工要点对于传统建筑而言,屋架多由檩条和屋面木基层构成,比较节省木料。对于混凝土板屋结构而言,屋面板一般都是混凝土板,而且上面铺设的是传统风格的瓦面;同时,在室内做吊顶,要将混凝土板掩盖住;檐口位置处理也非常的重要,檐口处建议改用木构屋面形式,但需严格处理不同屋面之间的接口。檐口用混凝土板,然后在板下钉上仿古木椽条。2.5斗拱施工要点在仿古建筑施工建设过程中,必须安装斗拱结构,目前很多现代的工程项目也采用斗拱作为装饰。需要说明的是,不同的年代、地域,建筑中的斗拱结构和特点也不尽相同,斗拱施工安装过程中主要包括现浇与预制两部分。2.5.1现浇斗拱该种斗拱结构形式相对比较简单,而且斗拱的尺寸也非常的大。仿唐建筑,比如西安的大唐芙蓉园建筑群等采用了该种方式,整体性非常好,但是施工难度较大,模具损耗比较大。2.5.2预制斗拱在该种斗拱施工建设过程中,既可以采用混凝土、木材,又可以采用陶制构件,其尺寸比较小,而且施工较为复杂,整个施工过程按单元进行排列组装。以珠海圆明新园为例,其外立面就采用了装饰拱、插拱,整体效果比较好。

3结束语

总而言之,混凝土仿古建筑是当前和外来建筑市场发展的一种趋势,发展前景比较好,其中既有传统的艺术传承,又有现代建筑的安全性、牢靠性,值得推广和应用。

参考文献

[1]王伟.钢筋混凝土仿古建筑的施工质量控制分析[J].黑龙江科技信息,2015(12).

仿古建筑结构设计例8

1.引言

中国古建筑具有其独特的结构方法和布置规模,经过了数千年的演变,已形成了成熟的独特的建筑体系,在世界建筑学科中占有着一席之地,是世界建筑艺术学库中的一个璀璨明珠。我国的古建筑主要是以木结构为主,在材料的选择和平面处理上具有其独到之处,同时在艺术造型也具有不同的特点。随着社会的发展和进步,传统的木结构在防腐和防火方面表现出了一定的不足。但是,随着建筑学的发展,特别是新技术和新材料的应用,使得仿古建筑的设计和建筑成为了可能,我国的古建筑文化在一定的程度上得到了继承与发展。现代的古建筑在吸收了传统古建筑的风格精华的基础上,大量应用钢筋混凝土等新材料,使得现代古建筑在造型和部件等上表现出更多的灵活性,从而得到仿古建筑的效果。

2.中国古代建筑的特点

中国古代建筑的结构形式采用的是木结构体系。木结构体系平面布局内心含蓄,层次丰富,均衡对称,同时在空间上,布局较为灵活,承重结构受力明确;在建筑结构设计和施工上已形成成熟的样式和工艺,可以实现模数制和构件的定型化。中国古代建筑还创造了具有独特风格的斗拱形式,并且通过色彩的装饰,实现建筑整体效果的美化,使得整个建筑结构显得庄重和华丽。中国古代建筑的结构方式有“叠梁式”、“ 穿斗式”、“ 井干式”三种,屋顶形有“硬山顶”、“悬山顶”、“庑殿顶”、“歇山顶”、“攒尖顶”和“复合顶”等。

3.工程实例

3.1工程概况

本建筑为某市一千年古寺的扩建工程。该古寺为一座殿宇宏伟、气势非凡的千年古刹,至今已有一千多年的历史,随着佛教事业的发展,该古寺的建筑规模已无法满足发展的需要,需要对该寺进行修复扩建。其中一个最主要的扩建子项为大悲殿的建造。该大殿的建筑总面积为1200m2,采用的结构形式为南方单层双重檐仿古建筑,总高度为25m,面阔七间,一共为37.8m,进深则为六间,深度一共为30.6m。屋顶的形式采用的是歇山顶,黄色琉璃瓦铺盖,飞檐翘角,气魄雄伟,檐下为七踩斗拱。室内空间高大宽敞。该大殿的建筑形式主要采用钢筋混凝土仿木结构。以下将对该大殿的结构设计进行重点阐述。

3.2结构体系

该大殿的结构体系采用的是现浇钢筋混凝土仿木框架结构。对整体进行计算采用的计算软件为SATWE程序,并采用PKPM程序对框架的主要受力配筋进行复核。该大殿的结构方式采用的是古建筑结构形式中的“叠梁式”,同时对于框架体系的处理,采用的是步架和举架的方式。跟传统的钢筋混凝土建筑相比,这种结构体系的传力途径有明显的不同,其具体的传力途径为屋面荷载通过T形屋面板传递给屋面檩条梁,接着荷载在通过梁架逐层往下传递,最终荷载将全部由最底层的框架柱承担。该大殿修建完成之后需要在大殿中供奉大尊佛像,为了确保佛像的空间,在殿内抽去了两根里金柱,这样就使得相邻柱子的间距增大,分别达到19.8m和18.6m,这种跨度在古建筑结构设计中较为罕见。该大殿的室内采用的是“露明造”的方式,为了确保其完整性,在该大殿15.5m的标高处设置了3根较叉转换梁,梁的断面长度为1200mm,宽度为400mm,这3根梁起到共同支撑其上柱子和屋面框架体系荷载的作用。

3.3屋面板的设计

木结构的屋面木基层主要是有望板和橼组成的,因此仿古建筑在屋面板的截面形式上主要设计为T形,这种形式主要为单向受力,同时板肋之间的间距较小,并且肋高也较小。同时加上该大殿的屋脊处为九五举,屋面较为陡峻,这些都使得屋面板的造型复杂化,因此屋面板进行混凝土的一次性现浇施工难度大,同时模板的支设也较为困难,这使得现浇混凝土的施工质量和外观效果难以得到保证。为了解决这个问题,本工程决定采用将屋面板设计成叠合板的方式。首先预制单块的预应力混凝土T形板,以此作为底模,接着在T形板底模上绑扎钢筋网,然后采用细石混凝土浇筑叠合层,浇筑完成之后即可实现二者的结合,使之成为一个共同的整体,共同承受荷载。在进行设计时,需要分别对叠合前和叠合后的阶段进行计算,需要计算的内容主要为强度计算、抗裂验算以及挠度验算。两个阶段都应满足施工阶段和使用阶段的受力要求。

3.4斗拱和雀替的设计

在主体结构采用钢筋混凝土的仿古建筑中,对于斗拱,是作为受力构件还是作为纯装饰构件是设计中需要考虑的问题。同时,还应考虑斗拱是采用钢筋混凝土结构还是采用木结构。根据对其他仿古建筑的观察,在一些建筑中斗拱主要采用的是钢筋混凝土预制构件,各级斗与拱之间根据跨度的不同采用不同的连接方式,分别为当跨度较大时,通过预埋件采用焊接的方式进行连接,当跨度较小时,采用座浆进行连接,在结构中斗拱主要是起到受力构件的作用。这种做法存在一定的缺点,包括做工较为粗糙,美观方面无法满足要求,而且前者构件数量较大,需要投入较多的资金用于防腐和后期维修,而后者受力不太可靠。因此经过考虑,本工程斗拱采用的是木结构,在结构中仅仅是起到装饰的作用,不考虑斗拱的受力性能。在斗拱上方存在的现浇混凝土挑尖梁以及在斗拱的中间存在的现浇混凝土家里墙,是收到屋檐荷载的作用,并起到将荷载传递给剪力墙下放的额枋的作用。在挑尖梁施工之前,应做好斗和拱的安装,并确保就位精确。

在该大殿的结构中,雀替也是作为装饰构件,同样不考虑其受力性能,主要采用的是钢筋混凝土预制构件。在施工现场采用定型模板进行雀替构件的制作。在进行主体结构的施工时,应在雀替构件的安装位置预先设置预埋件。当进行雀替的安装时,雀替与主体结构的额枋和檐柱的连接是通过预埋件焊接在一起的。

在本工程中,斗拱采用木结构,雀替采用钢筋混凝土预制结构,两者均是起到装饰作用,不考虑受力性能,与主体结构之间不是通过现浇的方式进行连接,但是它们与主体结构之间的连接采用如前所示 的方式,在加上采用油漆彩绘的方式对斗拱和雀替进行处理,从而使之与整个主体结构形成一个统一的整体,完全达到了传统木结构的美观效果。

4.结语

在现代古建筑结构设计通常是采用钢筋混凝土作为主体结构,使得不仅吸收了传统古建筑的风格精华,同时新材料应用使得现代古建筑在造型和部件等上表现出更多的灵活性。而合理地布置结构体系以及灵活地进行构造设计是有效地保证古建筑风格的关键。

参考文献

仿古建筑结构设计例9

中图分类号:TU986文献标识码: A

前言

目前由于园林建设工程的不断壮大,园林建设工程中施工技术水平的提高,尤其提高仿古建筑应用技术的问题得到了人们的广泛关注。虽然我国在此技术上有所完善和进步,但是仍然存在一些问题和不足需要改进。在建设社会主义和谐社会的新时期,进一步加强园林建设工程的仿古建筑技术,保证施工中的安全质量,是促进园林建设工程发展的一个重要环节。

二、仿古建筑与园林建筑的关系

1、仿古建筑

仿古建筑是对当代设计建造的传统建筑的一种通称。它有广义和狭义两种概念,广义的仿古建筑形式是指利用现代建筑材料或传统建筑材料,对古建筑形式进行符合传统文化特征的再创造;狭义的仿古建筑形式是指利用传统建筑材料,在特定范围内对古建筑的复原,严格讲属于文物修复范畴。

园林建筑

园林建筑是建造在园林和城市绿化地段内供人们游憩或观赏用的建筑物,常见的有亭、榭、廊、阁、轩、楼、台、舫、厅堂等建筑物。园林建筑在园林中主要起到以下几方面的作用:一是造景,即园林建筑本身就是被观赏的景观或景观的一部分;二是为游览者提供观景的视点和场所;三是提供休憩及活动的空间;

四是提供简单的使用功能,诸如小卖、售票、摄影等;五是作为主体建筑的必要补充或联系过渡。

3、仿古建筑与园林建筑之间的关系

中国古代建筑有着悠久的历史,历经上千年的发展形成了自己的独特的风格和体系,中国古典园林是中国古代建筑中的一个重要的门类,但又与中国古代建筑中的其他形式不同,其原因在于园林建筑艺术包容面更广。它是在居住和游赏双重目的下发展起来的一个艺术空间,在这一空间场所内,既包含了人们起居、宴饮、休息的厅堂,又有供人们赏月观荷、开怀畅饮的亭、榭、楼、台、轩、廊、舫等建筑物。两者相结合能够促进传统文化的传承发扬。

三、仿古建筑的结构设计要求

现阶段的仿古建筑多采用钢筋混凝土结构代替木结构,为了达到油漆彩绘之后与木构架相同的外观效果,与传统的钢筋混凝土结构相比,仿古建筑的结构设计具有以下特殊要求。

1、模数要求和构件定型化

各受力构件的规格需满足古典建筑的模数要求,传力体系的构成极其各构件的尺度和形体完全仿照古代木结构中柱、梁、枋、檩的相应做法。

2、屋面造型要求

屋面变化显著,造型要求高,构架体系采用了步架和举架的处理方法,使屋面坡度越往上越陡峻,越往下越平缓,形成了曲线优美、出檐深远的特征,体现了我国古代建筑的造型特点。

3、建筑中有大量的具有独特装饰作用的结构构件,其中最具有代表性的是斗拱和雀替、斗拱。斗拱中方型的底座叫做斗,上面错落搭建的船形木块叫做拱,斗拱是中国传统古建筑特有的型制"它位于木结构梁和柱子之间,具有传导屋面荷载、加大屋檐挑出长度、缩短梁枋跨度、吸收地震能量等结构作用和装饰作用

,是中国古代建筑中最具特色的部分之一。对于仿古建筑而言"因主体结构为钢筋混凝土,装饰常常成为斗拱的主要作用。雀替,用于额枋(檐枋)与檐柱相交处,近似于三角形,表面有雕刻装饰的构件,可以缩短梁枋的净跨距离$具有辅助拉结和装饰双重功能。

四、仿古建筑设计在园林建设中的类型

1、殿堂

殿是建筑形式中的一种,体量较重,尺度较大,给人们一种庄严隆重的气氛,且位置相当险要,通常出现在北方皇家园林和寺观园林中。殿的布置很有规范,居中位置是主殿,两侧位置都是配殿,这都是按等级次序布置在区域的中轴线上。

堂比殿的构造要灵活得多,但形式富于变化,因此在结构上相对较简单,同时在装饰上也富有地方特色。在皇家园林中,堂的建筑稍微次于殿的建筑,大多建筑都是以游赏、起居、休息、读书为目的而建设.在位置的合理规划中,厅堂都是居中,两侧设立配有封闭独立的厢房院落。比如江南私家园林的厅堂,建筑类似于南方传统建筑。除了都带有包厢或廊之外,而且门窗都是既通风又有良好的采光性能的格扇或落地长窗建构,这样不仅能感觉到室内空旷,而且还能感知空高,并以灵活的隔断或落地门罩对其进行规划。

轩馆

轩是一种独具特色的江南园林建筑形式,三面敞开,精致轻巧,类似于古代的车子,适合建在周边环境良好且高旷的地方,既开放又高,具有一种较强的气势。馆的规模有大有小,且朝向不定,常作为暂时居住之所,也可作为通往其他地方的暂歇之地,但和一些小建筑物结合在一起,在馆之前都有一个较大的庭院。

3、楼阁

楼与阁,在形体上没有太大的区别,但在中国传统的建筑中,却常常把楼、阁结合在一起。在《说文解字》中,楼指的是一层一层架构益加的房屋,而阁是古代楼房的一种,在《礼记·雅·释话》中,阁是用来堆放食物的地方,但在后来人们都用它来堆放图书器物及其他可放置上去的东西。

一般情况下,对园林中楼阁的功能与形制都没有严格的规定,但通常以两层或两层以上的楼作为观赏娱乐的建筑物,而以单层或多层的阁作为储藏书籍或其他物体的建筑物。

4、亭廊

亭的作用很广泛,就是为人们提供休息的场所。如果没有亭那怎么能称之为园呢。亭在园林建筑中必不可少,应了人们所说的那句话:“无亭不成园”,可见它对园林的重要性。亭的形状可选择独特扇形,也可是简单的园、方、多边形,亭檐可单个可多个,也可建造单层或多层的亭。在亭建筑中,采用灵活方式,构建独特园林艺术。

在园林中,廊就是为各个景点搭桥,它的特征很独特,可长可短、可直可曲、随形而弯。它既能为人们遮挡日光紫外线直射侵体,又能为人们遮挡大雨,为人们的健康身体保驾护航。廊因处于不同地理位置建设而被取为不同名称,比如直廊、曲廊、回廊、水廊、桥廊、爬山廊、叠落廊等。

5、牌楼

建筑的形式有许多种,牌楼就是其中一种,且是一种礼仪式的建筑,类似于权星门的形式。在园林中,除了对景区起着标牌的作用之外,还能是楼房屋顶的一种排架结构,要想使其结构稳固则需用夹杆石围护柱体。这在建筑组群中起着引导作用,广泛用于园林、寺庙、陵墓、桥梁等处,同时也是突出景区的一种标志性装饰建筑。

古代建筑与现代仿古建筑的区别之处在于,前者进行了合理的分类规划,后者则将其灵活化作用于各种建筑中,达到一定的需求目的,当然要除特别的要求说明之外。

五、仿古建筑在园林建设中的应用的意义

仿古建筑的屋面工程是一项工艺较为复杂和综合性强的结构,是仿古建筑中的关键部位,该部位施工质量直接关系到仿古建筑的外部特征和内在质量!仿古建筑屋面的设计和施工应注意挖掘、总结和发杨浓厚的地方民族特色工艺和材料,要对仿古建筑屋面结构的施工工艺进行一定程度的保护,最大可能地传承传统的施工工艺和材料;同时,由于当代的新材料"新技术不断涌现,在仿古建筑的屋面的设计和施工中需要与当代技术进行结合,总结和创造出仿古建筑屋面的新材料和新工艺,不断传承和发扬我国优秀的古建筑文化。

六、结束语

通过对仿古建筑在园林建设中应用的问题分析,进一步明确了仿古建筑应用技术在园林建设工程中的应用方向。因此,在园林建设工程中的后续发展中,要不断提高仿古建筑应用技术的研究,促进园林建设工程的进一步发展,弘扬中国的传统文化发展。

参考文献

[1]秦岩 中国园林建筑设计传统理法与继承研究 北京林业大学 2009年

仿古建筑结构设计例10

一、引言

随着建筑技术的发展,木质结构的古建筑已由钢筋混凝土框架结构所取代,现代仿古建筑的建筑构件已演变为体现古建筑风格的装饰构件[l]。框架结构的仿古建筑采用现浇混凝土施工工艺制作,工序繁杂、支模较难、混凝土浇筑及振捣困难、施工周期长、质量控制难度大,特别是仿古建筑檐口部位的斗、拱、升、耍头、替木等造型复杂,施工工艺更为复杂。如何将仿古工程工序化繁为简,减小施工难度,缩短施工周期,并使质量控制工作较为简单,安全风险得到降低是摆在我们面前的一项重要课题。

二.研究的方法

通过目前在建的仿古工程,通过分析檐口体系受力情况,首先利用BIM技术进行建模,论证该研究的可行性,然后依据BIM建模的情况进行现场试验。试验分为地面预制,地面组拼,通过地面试验再进行施工现场试安装。在地面制作、组拼及安装过程中不断改进施工方法及质量控制方法。通过不断完善施工方法,形成一套完整的关键技术体系。

三.研究成果及分析

仿古建筑施工中,将檐口的现浇仿古构件改变为预制仿古构件。主体框架结构施工时,在柱与拱、耍头等仿古预制构件连接处予埋铁件。预制拱、耍头等仿古构件时,采用轻集料混凝土或钢构件制作,并在其根部予埋铁件。先完成主体框架施工,在框架柱及仿古预制构件强度达到设计要求时,在已完成的主体框架上右下向上分层次、有序地进行仿古预制构件的焊接安装。将仿古预制构件上的予埋铁件与框架柱上的予埋铁件逐一对正,进行焊接连接,从而完成建筑仿古构造的施工。通过对仿古预制构件后置焊接安装施工,达到了工艺化繁为简,施工生产趋于平衡,缩短关键工序时间的效果。通过研究、试验,形成了如下几项关键技术。

1、将混凝土构件改为轻集料混凝土构件或钢构件。由于现代仿古建筑檐口体系仿古构件已演变为装饰构件,只承受构建本身的自重,采用普通钢筋混凝土构件,构件重量较大,高空安装较困难,改为轻集料混凝土构件或钢构件后,既可减轻结构自重,又具有较好的强度和耐久性,也便于搬运和安装。

2、对檐口体系仿古构件采取“首先进行仿古建筑框架结构施工,并将全部仿古构件进行工厂化预制。随后在已完成的仿古建筑框架上依次焊接安装全部仿古构件,达到四节一环保建设要求”的施工工艺。在仿古建筑主体施工的同时,在预制工厂进行仿古构件加工预制,主体施工完成的同时,预制仿古构件亦已加工制作完成(打磨、腻子、底漆施工亦在工厂完成),通过一定的包装运输到施工现场,然后分件进行现场安装。安装完成后,对焊缝等部位进行修补打磨、批腻子、涂刷底漆,然后进行面漆施工直到完成该工序。相比传统的仿古构造分层叠合浇筑施工(或随主体结构安装)的方法,技术可行,安装简便易行,连接可靠,缩短了关键工序时间,施工质量得到了很大改进。

3、测量控制采用激光水平仪、红外线测量仪、全站仪建立三维控制网,保证安装精度及安装质量得到有效控制。传统控制方法是采用弹墨线或拉通线的控制方法,控制不精准。采用三维控制网后,构件相互位置关系得到了很好的协调,标高、构件前后位置统一,与框架结构形成了很好的吻合,安装更加准确、简便。

要实现以上以上关键技术还应遵循以下以下操作要点:

1、施工前必须对建筑造型、仿古构建尺寸、位置关系,起翘、出翘与预制构件的关系,构建结合部位,预埋件的设置进行二次深化设计,通过深化设计解决设计中考虑不详细的部位,将构建与整个建筑系统的融合在一起,达到实用、美观的效果。

2、在确定施工方案时,利用BIM技术对建筑造型、框架结构与仿古构件位置关系、观感效果进行模拟,验证施工方案及工艺,验证和改进焊接安装的定位控制和作业次序并为建筑物外架等设施布置及设置提供准确的位置。

3、 对建筑物及各构件预制、安装必须进行二次深化设计,设计内容包括预埋件的设置,起翘、出翘与斗拱的关系,斗拱尺寸与构件的预留口的设置,斗拱结合部的连接,成品构件油漆及成品保护、构件安装与景观照明的配合。

4、构件的制作应采用清水模板,如:钢制定型模板、竹覆面胶合板定型模板等。应采用水溶性脱模剂。

5、必须确保主体结构上预埋铁件定位准确。应有效的采取钢筋、预埋铁件定位措施。框架柱与檐口、悬挑构件(拱、耍头等)相接处,柱内钢筋密度大,绑扎一般较为困难,混凝土浇筑振捣也相对较难,需要采取措施严格控制。

6、混凝土、陶粒混凝土、GRC的配合比,必须采用现场材料并经过试验确定,强度必须满足设计要求。浇筑仿古预制构件时,采用铁抹子进行抹压收面,确保表面达到清水效果。此外,必须杜绝过度振捣。

7、焊接安装的主要次序为:先安装建筑大角,后安装中间部分;先安装下层斗拱,后安装上层斗拱;同层斗拱先安装内侧斗拱,后安装外侧斗拱。

8、 在构建搬运、吊装、装配式必须对构建进行软包装,防止施工过程中对构建的损伤。

9、 在安装过程中,为防止构件受力变形,安装顺序有原版由下至上安装改为由上至下安装,将上部构件受力由上至下传递变为构件单独受力,同时减少安装过程中由于先安装下层构件占用操作空间导致的操作不便。

10、层次构造复杂的檐口体系,应首先对仿古预制构件进行分组编号。安装前按设计要求及构件编组,将构件运至安装部位,对号入位。

11、每个构件部位必须弹线,安装以线进行。安装后经复核位置、水平度、垂直度无误后,再进行固定、施焊。焊接时,先四边点焊,再检查有无移位,并对有移位的构件进行调整。然后,再进行正式焊接。主要采取在构件两边对称焊接的方式进行,并严格防止焊接变形。最后进行四边围焊。焊缝高度一般按8mm控制(除设计另有要求)。

12、在仿古建筑同一侧的檐口体系,宜安排同一班组进行作业,便于统一控制和调整。对于不同班组之间,应在施工准备和施工过程中,进行统一的要求和协调,并对两班组结合部位进行严格的检查控制。焊工必须持证上岗,焊工到现场后必须先另行试焊,经鉴定其技术水平达到要求后,方可正式上岗施焊。架子工应具备操作证、安全义务监督员等双重证件,才适宜上岗操作。