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仿古建筑设计中现代材料的运用及构造手法 摘要：本文笔者结合相关实践经验，主要就仿古建筑设计中现代材料的运用及构造手法进行了探讨。以期给相关工程项目提供点参考。 关键词：仿古建筑；设计；现代材料；运用；构造 这些年来，随着国人对中华传统文化不断的重视，各地复兴国学与传统文化的潮也日益流行。作为中国传统文化中重要的一个组成部分—中国古建筑，也让人们不断重视起来了，古建的修复、复建以及仿古建筑的修建项目日益增多起来。 传统的中国古建筑多以木结构为主，但随着防火、抗震、技术工艺等要求的不断变化以及建设者对建筑规模、施工进度等需求的不断提高，纯木结构的仿古建筑已经较难适应现在社会进步的步伐。 使用钢筋混凝土或钢结构框架形式来设计、施工仿古建筑已经成为现在一阶段的潮流所向。从结构形式上来说，木结构同钢筋混凝土框架结构均为框架结构，只是材料上的进步与发展，其基本的体系还是相同的，这样还是可以保持着中国古建筑原有的一个构造体系。 虽然大的构造体系相同，但随着材料的变化，建筑很多细节上两种材料的做法还是大相径庭的。既要能够保持中国古建筑的原汁原味，又通过钢筋混凝土这种材料来表达出来，这是需要值得我们思考与解决的。 在2011年我院设计的江西鄱阳楼项目上，我们通过不同的构造部位，采用不同的设计手法，来处理以上这一问题。鄱阳楼位于江西省鄱阳县芝山山顶、鄱阳湖边。此楼于2011年设计，2012竣工并对外开放，现已成为鄱阳湖区域一个重要的文化地标。项目总建筑面积3837.29㎡，占地面积1619.70㎡，地下一层、地上七层，建筑高度45.25m。 在鄱阳楼的设计过程中，主体结构采用钢筋混凝土框架，斗拱、椽子等外露的装饰构件，采用木制品，这样从感观上更接近于古建原有的质感。 在木结构古建中，柱上为斗拱，斗拱承受屋顶的荷载，柱并不与屋顶有直接连接。但在混凝土框架结构中，一般柱是与屋面发生直接关系的。但这样一来，则柱必会从斗拱中穿出破坏斗拱的完整性，特别是在外廊上，没有墙的分隔。在鄱阳楼的设计中，我们对于外廊处的柱、顶衔接采取了两种方法来解决这一问题。方法一，在一层副阶处，因副阶的屋面与上部脱开，故把整个副阶部分，即从柱、斗拱及其屋檐完全采用木结构形式，倚靠在钢筋混凝土主框架上，这样能够让人们在一层完全感受到中国古建筑的原来风貌。 方法二，鄱阳楼在最顶层也有一处外廊，但其屋顶与主体相连，柱与屋顶均为钢筋混凝土。我们采用了柱偏位的方法解决这一问题。结构柱在此处为350×350的方柱，外包构造圆柱尺寸为φ660，斗拱中线与外包圆柱中线对齐，则结构柱外边与斗拱中线对齐，这样结构柱既能被包裹在外包圆柱内，又能在穿过外包圆柱柱顶后躲在斗拱中线以内，那外露的半个斗拱就完整的坐在了圆柱柱顶上。 在今年设计的河南信阳淮滨走读景区---文峰塔项目中，我们则采取了另外一种方法。因文峰塔的外廊与挑檐距离均较小，楼板自内檐柱处就向外悬挑。在与外檐柱相交处即构造圆柱处，斗拱下的檐枋处拉穿插梁与主体相连。在穿插梁上立构造柱，构造柱外边在斗拱中线处。这样既满足了古建的立面要求，又保证了结构体系的安全性。 在无外廊的檐柱或内檐柱处，通过双中线布置起来解决这一问题。因为此处有墙或门窗分隔，设真柱（结构柱）、假柱（构造圆柱）两条定位中线。假柱的中线即斗拱中线，一般设置在结构柱外边内偏60mm处，这样在外墙外侧放置半个斗拱于假柱柱顶，从外看就与木结构古建的造型相同，保证其立面风格的纯正性。 古建筑中有一个很重要的构建，那就是斗拱。对于新建仿古建筑中，所用斗拱的材料，在实际工程中大体分为三类。第一类为混凝土预制斗拱构建，第二类为木制斗拱构件，第三类为金属斗拱构建（如：铜、铝合金）等。在我院所设计的古建项目中，大多使用木制斗拱构件。相比之下，混凝土预制斗拱自身重量大，对于尺度较大的斗拱就不太合适。挂在屋檐下，对主体结构也会有较大的影响。其次，其表面较为粗糙，表面感观比较差，大多使用于尺度或出挑数较小的斗拱。金属斗拱虽比较美观，但制作较为复杂，建造成本也相应较高。一般适用于小式建筑或景观性或美观性要求较高的建筑，如在西湖边复建的杭州雷峰塔就是使用的铜制斗拱。木制斗拱制作较为方便，造价合理，相比之下自身重量较轻。与主体结构通过螺栓连接，施工方便、快捷，表面光滑，能够保持古建筑原有的感观。 中国古建筑中，有一个非常重要的组成元素那就是飞檐，即挑檐，挑檐的构造做法在现在的仿古建筑工程中基本可分为两类。其一，为主体结构钢筋混凝土挑板，其二，则为木结构挑檐。我们做的较多的是钢筋混凝土挑板，如鄱阳楼。这种做法施工方便、与主体连接较好，但由于混凝土板较为厚重，没有木质挑檐轻巧，立面观感上，细看还是有一定差距，此法大多用在大式建筑中较为普遍。 木结构的挑檐，屋檐板较薄，感觉轻巧，较适用于体量较小的建筑。我院2012年设计的梁山凤凰阁就是采取这一方法。相比之下，立面上檐口的弧度更润滑连贯，但于主体连接性则稍逊一筹。此法也适用于副阶处廊处。 在挑檐之下，斗拱之上，有一种构件叫做椽子，椽子分为檐椽和飞椽两类。仿古建筑中，椽子因材料不同，分为以下几种；一、凝土预制构件，结构屋檐板底预留钢筋与预制构件相连；二、钢筋混凝土现浇椽子，施工时与屋檐板一同浇筑；三、木制椽子倒钉与混凝土屋面板下；四、金属椽子钉于板底。这四种方法在实际工程中都有使用，各有利弊，在我院设计的工程中大多使用木制椽子，与斗拱一样，这种方法可以保持古建的原有风格。 在仿古建筑的设计过程中，还有些细微之处的做法也是相当值得研究的。例如，柱的收分，收分指柱的柱底至柱头按一定规则，柱径由大到小的变化。尤其是唐宋时期的建筑收分特别的明显。特别在柱头部位，柱径变化的极为明显。在鄱阳楼项目中，我们通过构造柱的柱径变化，按古建规制，做出收分造型。 在古建设计中，角梁是较为复杂的部分之一。在传统木结构古建中，角梁是架在桁上的。在现在的仿古建筑设计中，我们是先计算出角梁顶部关键点的标高，往下反推，结合相关混凝土梁柱，施工时一同浇筑，形成完整的翼角体系。 上文所述的基本是古建设计中，细部构造、节点的相关做法。因现在主体结构形式多用钢筋混凝土框架结构，建筑的整体构造体系与传统的木结构也有较大的不同之处。如框架柱的定位，一般现代建筑，一根轴线确定一柱位。但钢筋混凝土结构的仿古建筑则需要两条轴线定位，即一条“真”轴线用于钢筋混凝土框架柱的定位，另一条“假”轴线则用于确定古建外包构造柱的位置。对于仿古建筑来说，这条“假”轴线却是建筑整体尺度的基础。建筑的开间、进深尺寸，都是以“假”轴线来确定的。其确定之后，通过真假柱的对位关系，从而来确定真”轴线。那为何会出现“真”、“假”两条轴线呢，则正是由于钢筋混凝土结构与纯木结构不同的构造体系导致的。传统木结构古建，柱顶为斗拱，不与屋面相连。但钢筋混凝土结构的则很难做到。那就通过在钢筋经混凝土结构柱外，外包构造柱。从而达到传统古建筑的立面效果。 中国古建筑中最美的部分，莫过于具有优美弧线的屋顶。这屋顶的完美曲线是通过何种手段来描绘出的呢，这种手法被称作为“举折”。在传统木结构古建中，通过不同柱位处的桁标高变化来达到。在钢筋混凝土仿古建筑中，则是通过先定位举折点，在举折点折板来进行举折，从而使屋面体现优雅的弧线。 以上所述，只是仿古建筑中几类较为重要的构造节点。中国古建筑博大精深，随着社会不断发展，施工工艺与材料不断的更新进步，我们必将运用现代的工艺、材料与方法，将中国古建筑不断的创新与发扬光大，成为传播中华传统文化的一个重要媒介与平台，为中华民族伟大复兴添砖加瓦。 本文来源：https://www.dywdw.cn/2f83799b1b2e453610661ed9ad51f01dc381570c.html
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2022-03-25
