什麽是仿古建築設計結構設計要求有哪些
中國古建築雖然歷經了數千年的演變,但其獨特的結構方法和布置規模始終沒有改變,並且是世界上獨具風格的壹門建築學科,是世界建築藝術寶庫中的壹顆璀璨明珠。中式傳統古建築以木結構為主,在材料選用、平面處理和藝術造型等方面都有許多自己的特點,但隨著社會的發展與進步,傳統木結構在防火與防腐方面的缺陷也日益明顯,新技術、新材料的運用使仿古建築的設計和建造成為可能,這也是對中國古建築文化的繼承與發展。現代仿古建築以鋼筋混凝土為主體結構,改變了傳統中國古建築以木結構組合為主的受力系統,吸收了傳統中國古建築風格的精華,在鋼筋混凝土結構的基礎上,將傳統古建築的造型、部件等,作為裝飾效果,從而達到建築上的仿古目的。以下本文將就某工程實例對此種建築的結構設計談幾點體會,能為同行在設計工作中提供壹些參考。
2 中國古代建築的特點
中國古代建築是以木構架為主的壹種結構方式,平面布局內向含蓄,層次豐富,均衡對稱,空間布局靈活,承重與圍護結構分工明確;在建築的設計和施工中很早就實行了模數制和構件的定型化,對於建築整體到局部的形式、尺度和做法都有相當詳細的規定。中國古代建築還獨創了鬥拱的結構形式,並充分運用色彩的裝飾手段,使建築物顯得莊重而華麗。
中國古代建築的結構方式有'疊梁式'、'穿鬥式'、'井幹式'三種,屋頂形式有硬山頂、懸山頂、廡殿頂、歇山頂、攢尖頂和復合頂。
仿古建築的結構設計要求
現階段的仿古建築多采用鋼筋混凝土結構代替木結構,為了達到油漆彩繪之後與木構架相同的外觀效果,與傳統的鋼筋混凝土結構相比,仿古建築的結構設計具有以下特殊要求:
3.1 模數要求和構件定型化
各受力構件的規格需滿足古典建築的模數要求,傳力體系的構成極其各構件的尺度和形體完全仿照古代木結構中柱、梁、枋、檁的相應做法。
3.2 屋面造型要求
屋面變化顯著,造型要求高,構架體系采用了步架和舉架的處理方法,使屋面坡度越往上越陡峻,越往下越平緩,形成了曲線優美、出檐深遠的特征,體現了我國古代建築的造型特點。
3.3 建築中有大量的具有獨特裝飾作用的結構構件,其中最具有代表性的是鬥拱和雀替。
鬥拱:鬥拱中方型的底座叫做鬥,上面錯落搭建的船形木塊叫做拱。鬥拱是中國傳統古建築特有的型制,它位於木結構梁和柱子之間,具有傳導屋面荷載、加大屋檐挑出長度、縮短梁枋跨度、吸收地震能量等結構作用和裝飾作用,是中國古代建築中最具特色的部分之壹。對於仿古建築而言,因主體結構為鋼筋混凝土,裝飾常常成為鬥拱的主要作用。
雀替:用於額枋(檐枋)與檐柱相交處,近似於三角形,表面有雕刻裝飾的構件。可以縮短梁枋的凈跨距離,具有輔助拉結和裝飾雙重功能。
4 工程實例
4.1 工程概況
唐山興國寺大雄寶殿位於唐山市內,宏偉、氣勢非凡的唐代建築,***十壹開間,為鋼筋砼仿唐建築,該殿為雙層重檐仿古建築,建築面積1400m2,總高度25m,屋頂形式為廡殿頂,無鈾光瓦鋪蓋,飛檐翹角,氣魄雄偉,檐下為七踩鬥拱。室內采用'露明造',使空間更高大、更寬敞。該建築采用了鋼筋混凝土仿木結構。
4.2 結構體系
采用現澆鋼筋混凝土仿木框架結構,用SATWE程序進行整體計算,由於本軟件自身沒有考慮到斜板的作用,故同時用PMSAP進行分析,主受力框架用PK程序復核計算配筋。構架體系采用了步架和舉架的處理方法,其傳力途徑也明顯不同於傳統鋼筋混凝土建築,屋面荷載通過T形屋面板傳給屋面檁條梁,再由梁架逐層往下傳遞,最終通過最底層的梁傳給框架柱。主受力框架立面。由於大殿建成後需供奉大尊佛像,故殿內抽掉了兩根裏金柱,使相臨柱子間跨度18m。這麽大的跨度在傳統古建築中是罕見的,而為了保持室內'露明造'的完整性,做了轉換梁系,***同支撐其上的柱子和屋面梁架體系。
4.3 屋面板的設計
木結構的屋面木基層是由望板和椽組成的,這就使得仿古建築的屋面板截面形式為T形,單向受力,板肋之間的距離很近、肋高較小,造型復雜,考慮到屋面板的舉折模板鋪設不好控制,我們采用控制板底標高的辦法來控制高程。,對椽子采用預制椽子,上做砼現澆板的方法,設計時按疊合前和疊合後分階段對T形板進行強度計算、抗裂驗算、撓度驗算。分別滿足施工階段和使用階段的受力要求。同時在內廊采用配重板的設施,大大的減少了檐檁的扭矩。對其他屋面部分采用120厚的防水砼板,雙向雙層配筋,減少溫度收縮的影響。
4.4 鬥拱設計
在主體結構為鋼筋混凝土的仿古建築中,鬥拱是作為受力構件還是純裝飾構件?采用木結構還是鋼筋混凝土結構?這就值得探討了,本工程鬥拱系統全部采用現澆鬥拱),鬥拱在結構中為受力構件。這樣很容易的實現了對4.3米的出檐的處理,同時也大大的減少的撩檐檁的斷面高度,在角科鬥拱的老角梁處理上,我們暗藏壹根梁,同鬥拱寬,這樣也就實現了7.8米長梁的出挑。其中,現澆鬥拱的做法,已經寫成國家工法並得到批準。