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仿古建筑结构设计

时间:2023-07-17 17:22:28

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仿古建筑结构设计

第1篇

【关键词】古建筑;设计技术;实例探讨

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

[1]姚松.浅谈园林仿古建筑的结构设计[J].林业建设,2013,(04):30-31.

第2篇

关键词:古建筑群;消防安全;规划

中图分类号:TU998.1 文献标识码:A

由于古建筑建成年代的特殊性,和现代建筑存在很大的差别,在建筑材料,建筑结构设计和消防设施的部署上都无法达到现有建筑消防规范的要求标准。而由于古建筑又是国家重点保护的建筑,对于建筑的结构和外形都要妥善保护,所以在对古建筑进行消防保护的过程中,不同于普通建筑的消防保护,应该根据实际情况来制定消防保护措施。

1 建设小型适用型消防站

1.1 消防站建设的迫切性

由于古建筑是我国的重点保护对象,而在经历了长时间的时光消磨中,其建筑的结构和消防设施都有不同程度的降低,所以要加强对其进行的消防建设。根据我国消防法的相关规定,要对这些重点建筑重点保护,加强消防安全管理,所以迫切需要建立消防站,加强对古建筑的消防保护工作。

1.2 消防站的建设要因地制宜、多种形式、小型适用

由于古建筑的结构特点大多是砖木结构,且都是联排建造的,耐火等级较低,消防标准较低,所以在发生火灾时,将会迅速的蔓延,而我国的消防警力是有限的,所以说针对这些特点,消防站的建立应该考虑到如下特点。

1.2.1 不应套用《城市消防站建设标准》中规定的消防站的布局以接到报警后5分钟消防队到达责任区边缘和保护面积为4-7平方公里的要求。应在不破坏古建筑群整体格局的前提下,将到达的时间减到最小。

1.2.2 可以建公安、企业专职、兼职等多种形式的消防站,人员数量也要切合实际。

1.2.3 消防站的建筑面积也不一定要按照《城市消防站建设标准》的规定,可因地制宜,不要建大而全的消防站,宜小型、适用。

1.2.4 消防站的建筑形式可不拘一格,不一定非是红色的大门和现代式样的建筑,可以设计为仿古建筑与周围的古建筑群格调相协调和一致。

2 消防器材装备要立足古建筑火灾扑救的实际

2.1 消防车辆配置应与消防通道相适应

古建筑群普遍存在消防通道不畅的问题,在消防车辆的配置上,除配置普通的消防车外,还要配置适合其街道通行的小型消防车。做规划时不能按照常规的思维,一定要让消防通道来满足消防车的通行要求,消防车辆要尽量适应古建筑群消防通道的需要,以适应当地实际。

对建于高山深谷之中,依山而建,道路崎岖坎坷,或建于城区,但设有门槛、台阶等情况而使消防车无法通行的古建筑群,其专、兼职消防队可以不配消防车辆,应配手抬机动泵,推车式灭火器等适用型的器材装备。

2.2 消防器材的配置,必须减少火灾扑救时的水渍损失

古建筑群的消防水源严重缺乏,又有大量的壁画、彩绘、泥塑、文字资料等特别贵重的历史珍品,对这类型的古建筑,火灾扑救时必须减少水渍损失,要研发和配置适合扑救古建筑火灾所需的水渍损失小、节水型的灭火装备和抢险救援器材如高压脉冲水枪等,达到既节约用水又减少损失的目的。

3 消防供水要因地制宜

3.1 建不同类型的消防水池和消防泵房

古建筑消防水源严重缺乏,无法满足火灾扑救的需要。部分有水源的古建筑群也存在消防管网覆盖区域少,供水管径小,供水压力、流量达不到灭火要求等问题。

消防规划时,在缺乏水源的地区,要结合古建筑群的地形特点,建设不同类型的消防水池和消防泵房。在消防车能够到达的地方,应修建供消防车取水用的设施。

3.2 消防给水管网的布置要满足灭火救援的实际

在一时还不可能建大量消防站的情况下,大部分古建筑距离消防队较远,或因地形等条件的限制,一旦发生火灾,消防车在短时间内无法到达。这样在室外消火栓的规划建设上也不应按照120m的间距和150m的保护半径布置,古建筑必须立足于自防自救,其间距应能保证有两支水枪的充实水柱同时到达古建筑内为宜。

4 古建筑的开发利用和消防安全布局应合理

古建筑之间以及部分古建筑与其他建筑之间,普遍存在防火间距严重不足问题,特别是座落在城区的古建筑尤为突出。

规划时要将古建筑群内的危险源逐步搬迁,影响古建筑消防安全的周边的建筑,应下决心列入拆迁计划。

5 古建筑的消防技术保护应列入规划,但不应破坏其原貌

5.1 维持原貌、确保重点

因为古建筑本身具有一定的特殊性,其存在的本身就是一种价值,具有很高的艺术性和文化研究价值,但是由于时间的原因存在很大的火灾隐患。所以在对古建筑进行消防安全保护工作的同时还应该重点注意不要破坏原有建筑的结构和面貌,将其列入消防技术的重点,这是和一般的普通建筑消防工作的不同之处。

5.2 不宜设室内固定消防给水设施

由于古建筑的特殊性,在消防设施的安装施工中有些事不适合使用普通建筑的消防规范的。在古建筑中,不应该设置固定的消防给水设施,以免影响到古建筑的保护工作。

5.3 应设火灾自动报警系统和避雷设施

在古建筑内应该设置火灾自动报警系统,在火灾发生时可以及时的发出报警,及时的进行救援,将火灾控制在最小范围内。此外,还应该在古建筑上设置避雷设施,这也是有效的避免火灾发生的手段。

5.4 加强用火用电的规划

由于古建筑大多是砖木结构,所以在用火用电方面要有严格的规定,对于现有的用电线路要进行严格检查,发现不符合规定的要及时整改。对于国家重点保护的文物单位要对用火有严格的规划管理,确保火灾防范的有效性。

6 古建筑的消防管理措施要更加完善

目前我国对于古建筑的消防安全保护工作还不够完善,存在很多的问题,文物保护人员的消防意识差,缺乏专业知识,工作态度不积极,对于火灾隐患不能及时的发现和整改。所以说为了更好的保护古建筑,应该加强对其进行的消防安全管理措施,制定完善的规章制度,加强人员的管理,加大监督力度,使消防保护措施不断的完善。

结语

古建筑是我国的劳动人民在长期的生活中积累的智慧的结晶,是古老文化的一种传承,对于我国现代社会的发展,具有很大的借鉴意义和欣赏价值。由于古建筑的结构特点,其耐火等级较低,消防安全标准低,并且在经历了长时间的历史消磨中,结构的功能和消防安全的等级都有所降低。为了保护古建筑,为我国的发展做出更大的贡献,应该加强对古建筑的消防安全保护。