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古建筑结构设计实用13篇

古建筑结构设计
古建筑结构设计篇1

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:

古建筑结构设计篇2

1.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:

1.1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。

1.2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。

1.3结构构件设计

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。

2.工程案例

综合楼是某市老城区的中心地带, 周边是儿童公园及南音社等园林仿古建筑群, 综合楼具有健身、培训、商务兼会议接待等。其布局呈现基本对称,是具有中国古典建筑和园林风格的传统仿古型坡屋顶式综合楼。

图1所示为该综合楼的西立面,这是面向公园主立面,具有强烈传统特色的立面设计,高低错落,富有层次感、韵律感和均衡感,同时这种立面设计上的创新性和时代感又与传统性相互融合。考虑到建筑与城区文化形态相呼应, 既要满足使用功能要求,同时也要从美学观点考虑建筑的造型,力求比例协调,匀称得体,顶部以宋式较陡直的举折做法为蓝本,脊吻、斗拱、雀替、悬鱼、藻井等,以变异简化的手法加以运用, 将这些传统要素融入新建筑中,使之既富有现代气息又具有历史的凝重感。

3.仿古建筑的设计方法

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。

4.结构体系验算

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。

5.大屋顶结构设计

本工程各层都是由大屋顶组成的, 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。

6.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。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混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。

7.结束语

用钢筋混凝土材料来建造多层仿古风格的现代建筑是经济合理的选择。由于钢筋混凝土框架的受力机制与传统的木构架不同, 许多古建筑中重要的受力构件如斗拱等设计成装饰构件是比较经济的做法。曲线形的屋面、悬挑的屋檐、起翘的屋角是传统大屋顶的特色, 其做法是经过数千年的不断演变形成的, 适合传统的材料, 用钢筋混凝土来仿造应从受力合理、施工方便等多方面综合考虑。做到形似(外形、尺寸相似)是基本要求,做到神似(受力特点相似)是更高的要求,需要进一步的努力。

古建筑结构设计篇3

一、中国古建筑的特点

建筑之史,产生于实际需要,受制于自然物理,非着意创制形式,更无所谓派别。其结构之系统,乃形式之派别,乃其材料环境所形成。古代原始建筑,莫不各自在其环境中产生。中国建筑为一独立的结构系统,历史悠长,散布区域辽阔。虽然在政治、思想等方面中国虽与其他各族接触,但建筑的基本结构及布置原则上,却一贯以其独特纯粹的木结构系统为显著特征。之所以形成显著的建筑特征,有两个因素:有属于实物结构技术上之取法乃发展者,有缘于环境思想之趋向者。属于中国建筑结构取法方面的主要特征,主要有以木料为主要构材,历用构架制之结构原则,以斗拱为结构的关键,并作为度量单位及外部轮廓特异等。

二、中国古建筑抗震思想与现代抗震设计的对比分析

中国古代一贯崇尚木结构。虽然早在战国时期就解决了砖石起拱发券的技术问题,且木构建筑屡遭火灾,木结构的耐久性也较差,但中国古代却没有发展耐久坚固的砖石结构,木结构一直占主导地位。从表面看是一种民族文化风格,其实,其根本的技术原因之一是出于抗震的要求。中国古建筑的最大特点就是采用木结构体系,其优点之一是具有良好的抗震性能。这种体系的特点是用木料制成房屋的构架,先从地面立起木柱,在柱子上架设横向的梁枋,再在这些梁枋上铺设屋顶。所有房屋顶部的重量都由梁枋传到柱子,经柱子传到地面,而柱子之间的墙壁,不论他们是用土、用砖、用石或其他材料筑,都只起到隔断的作用而不承受房屋的重量。当遇到地震,房屋受到突然的猛烈冲击时,由于木结构各构件之间都由榫卯联接,富有韧性,不致发生断裂,于是产生了墙倒屋不塌的现象。中国古建筑在建造时更多的是依靠工匠的经验而缺少精确的计算,其抗震思想与现代建筑抗震的现代结构设计思想实际上是相通的,可以说现代结构设计中的一些思想是古建筑抗震思想的继承和发扬。现就古建筑抗震思想和现代结构设计中类似或相近的几点做法进行浅析。

建筑的布置

现代现代结构设计认为建筑的平、立面布置应规则、对称、简单。建筑的质量分布和刚度变化宜均匀;楼层不宜错层。尤其应尽量避免平面和立面都采用复杂形状,这对抗风、抗震都不利,特别是对抗震结构更为不利。简单结构的抗震性能比复杂结构好,简单结构及其构造容易设计,施工方便且经济。关于对称,在形状之外还要考虑刚度及质量分布情况,刚度和质量分布合理,可以减小质心和刚心之间的偏心。偏心大的结构扭转效应大,会加大层间位移导致应力集中,加剧震害。

中国古建筑的木结构体特点是建筑个体的平面多为简单的矩形,单纯而规整,形体也不高大。古代建筑以间为单位,建筑开间呈对称展开,以中部明间为本,依次展开为三、五、七、九以至十一开间,形成等差级数,使得建筑在平面上质量分布和刚度变化均匀,房屋结构稳定,建筑对称合理。于是建筑的刚度中心同质量中心重合居中。建筑在平面上展开时高度扩展不大,单层最为普遍,高度有限,减小了房屋的高宽比,通过控制房屋的高宽比保证了房屋的总体稳定,防止结构倾覆。房屋的平面柱网较为规则且多沿中轴对称,抗侧力构件一般呈正交布置。这些合理的建筑布局,对房屋抗震是十分有利的,也符合现代设计中选择对抗震有利的建筑平、立面的要求。

2、选择延性好的结构体系和材料

早在战国时期,中国工匠就解决了砖石结构建筑的技术问题。虽然木构建筑屡遭火灾,而且耐久性也较差。但中国古代还是没有发展坚固耐久的砖石建筑,木结构仍一直占主导地位。其根本原因之一是出于抗震的考虑。木结构属于柔性结构,其抗震优势表现在材轻质匀,具有耐拉,耐弯和富有弹性的特点。在水平地震作用下可以产生较大的侧向变形而不致断裂破坏。

木构件在节点部位通常采用榫卯连接

研究发现,榫卯所形成的柔性连接有很强的弹性抗转角能力,能承担很大的水平地震作用。木构件在地震中的变形耗散了大量地震能。此外又有较强的恢复变形能力,使木框架不仅具有良好的延性,而且具有良好的整体性。古建筑的主体多以木构件构成纵、横向框架体系,墙体只起到隔断的作用而不承受房屋的重量。在水平地震作用下,这种双向框架能有效地将地震作用传递给基础。由于木框架是超静定结构体系,在地震中即使局部受损,也不致造成房屋整体倒塌,产生墙倒屋不塌的效果。在古建筑中广泛采用的斗拱做法中,梁架构件的斗拱连接,使构件之间形成弹性节点,在地震中,斗拱的转动会引起梁架的竖向振动,将上部结构产生的动能转化为重力势能,既承受较大的变形,耗散地震能量,又能保证连接的有效性,大大减轻了房屋的震害。

对比砖石结构与木结构,两者刚度和自重方面的差异是巨大的。砖石结构由于材料的脆性性质,其抗拉、抗剪和抗弯强度很低,但刚度较大。地震剪力的分配是按刚度的大小来进行的,刚度越大,所分配的地震剪力也越大。由于地震的往复作用,加之木框架对墙体的约束较弱,墙体刚度较大,变形能力较差,更容易产生交叉裂缝而开裂倒塌。

现代建筑中强调延性结构,增加结构的延性以在地震中获得较大的变形耗能。如框架结构,为使其具有必要的承载能力,又具有良好的变形能力和耗能能力,应选择合理的屈服机制。框架结构中,保证框架结构有一定的延性就必须保证梁、柱、节点等构件均具有足够的变形能力。混凝土构件从材料上看是脆性的,或者说变形能力很小,因此在框架结构中重视塑性铰设计,每一个塑性铰的塑性转动都要吸收和耗散一部分地震能量。强柱弱梁、强剪弱弯的设计原则就是因为混凝土结构由于材料的原因不可能取得类似木结构的延性,以塑性铰的出现来改善结构的延性,并保证结构不至形成破坏机构所采取的措施。从增加结构延性意义,两者的目的是一致的。

4、主体与基础断离

从汉代开始,柱础大多变为平顶面明础,标志着古人木构建筑技术已经相当成熟,一方面表明上部木构主体己经具有了良好的整体性和空问稳定性;另一方面表明柱根搁置在平面明础上已成为本结构建筑的一项重要技术要领即主体与基础自然断离。早期建筑的柱是直接埋在地下,为了防潮,在柱底加石,隔断了地湿上渗,也减少了柱对台基的压强。随技术的发展,柱底被抬离地面,但在柱子与地面之间仍有一块垫石(础石)。础石表面被削平并打磨得非常光滑,当地震发生时,一方面由于础石顶面光滑,摩擦系数很小,上部结构整体可以在水平地震作用发生微小的水平滑移,削减了地震反应,起到滑移隔震效果。另一方面,由于础石的高径比很小,加只房屋的高宽比也不大,水平惯性力产生的倾覆力矩会被房屋自重产生的力矩平衡掉,柱脚可能产生水平滑移,但房屋不会倾覆。这种柱脚小滑移的作法在古建筑中很常见。在现代抗震设计中隔震消能的研究就有类似的例子。隔震消能的一般做法是在基础与主体之间设柔性隔震层,加设消能支撑。加强对地基及基础的处理,如加强地下室侧向约束增加隔震装置等措施,以减少地震能量的输入,削减地震反应。与古建筑做法有异曲同工之处。

结束语

从建筑的平面、立面布置到墙倒屋不塌、柱脚小滑移等古建筑的抗震思想,历经几千年,仍然在现代结构设计中发挥着重要的作用。中国古建筑的设计思想,不单单体现了古代社会的礼制、习俗、文化和环境因素,同时也蕴涵着丰富的技术信息。而现代结构设计中对古建筑的完美融合还有很多方面值得深入探讨。

参考文献

古建筑结构设计篇4

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:

古建筑结构设计篇5

古建筑是中华名族的瑰宝,是中国历史和智慧的结晶。随着中国经济的飞速发展,工业化水平不断提高,人们在遭受生态环境恶劣、气候异常、能源匮乏等一系列因素的影响后,承载着数千年文化底蕴的古建筑,已不仅可以满足人们的居住需求,更是作为人们精神的栖息地。于是,在建筑行业,古建筑再次有了属于自己的活力。由于古建筑在其设计,施工,构筑等方面都具有独特的要求,如果没有进行很好的电气设计,就会给人们工作和生活带来各种问题。因此,在古建筑再度兴起时候,设计人员必须处理好电气设计与古建筑的关系。

二、古建筑的构造特点

1. 木料是最主要的建筑材料

古建筑把木料作为最主要的建筑材料是有着一定的自然历史背景的。首先,古代中国居民多居住在黄河流域,那里森林茂密,相对于砖石而言,用木头做材料更方便就地取材。其次,我国的气候比较复杂,气候变化较快,采用木质结构的建筑,可以因为温度、湿度,甚至是光线的不同而随意的变换墙壁的高矮厚薄,方便快捷,便于操作。最后,我国自古地质灾害较多,山体滑坡、地震、泥石流等一系列的灾害严重威胁着人民生命安全。房屋采用木质结构,可以利用木料独有的柔韧性和构造节点的伸缩性,大幅度降低房屋倒塌的概率,以此减少自然灾害带来的威胁。但如此之大的木材使用量,使得古建筑耐火等级极低。

2.构造特殊,内部可燃物多

中国古建筑将木构架作为其主要施工材料,经过多年发展,已经成为独特的木构梁柱系统,主要有抬梁式、穿斗式、井干式等几种,其中以抬梁式运用广泛,同时又创造出了自己的木构形式,既满足了人们的各种需求,又具有良好的建筑审美风格[1]。古建筑屋顶由木材造型的斗拱、天花、藻井等类似炉膛结构组成,易于燃烧,屋顶结实,发生火灾时,内部热量不容易散发,火灾危害性大且不易扑灭。古建筑内部木材表面多有油漆彩绘,这种材料属于易燃物,屋内陈设多以木制屏风,并以大量的纸质字画和丝绸织物用于装饰,这些材料都大大增加了引起火灾的几率。

3.我国古建筑多形体方正,庭院相连

我国的古建筑多是一系列单体建筑组合而成,布局有着严格的方向性,从整体看给人一种中正平和,大气肃穆的感触,但齐整却不压抑,内部设计多别有洞天,高低错落,飞檐交臂,建筑与建筑间彼此通过回廊相连,形成庞大的建筑群,防火间距明显不足。

三、古建筑电气设计应注意的问题

古建筑多以木料为主要建筑材料,形体多样,结构相对较为复杂。现行的古建筑多为宫殿建筑、民宅、祭祀建筑、宗教建筑和古典园林等。将现代电气设计应用到古建筑中去,是建筑设计的客观需求,但也给设计和施工带来了一定的挑战。因此,要结合古建筑的具体特点,综合对建筑结构,材质,建筑的功能,居住者的思想境界等一系列因素予以考虑,做出科学合理的电气设计,加强对细节的控制,促进现代电气设计与古建筑的完美融合,共同方便居住者生活。以下分别从建筑防雷设计、照明设计和火灾报警设计三方面阐述建筑电气设计在古建筑中应注意的问题:

1. 古建筑防雷接地设计

古建筑大多有高耸的屋顶和屋脊,而这也正好为带电云层创造了放电条件。在遵守我国相关防雷技术规范GB 50057 - 2010 《建筑物防雷设计规范 》的情况下,根据建筑物类别及建筑物年预计雷击次数确定建筑物防雷保护等级。依据建筑物防雷的工作原理、借鉴新建工程防雷的施工做法、按建筑物地处的环境位置、区域的水文地质气候条件、建筑物结构形式、使用功能特点,综合古建专业维修施工的经验,对古建筑设置防直击雷和感应雷的措施。古建筑多为木质结构建筑,既要保护建筑免遭雷击又要避免雷击给建筑物带来的火灾隐患,防雷设计应注意以下三个方面:首先,接闪带宜沿建筑物外边缘明敷设以确保靠外侧的接闪带最先接雷,避免木结构建筑遭雷击;其次,为满足功能和美观的要求,引下线都暗敷在结构体内,但是对于古建筑多为木结构,木材本身具有易燃性,因此,引下线不允许敷设在木结构体内,应沿建筑物外墙设卡子明敷,保证与建筑物的距离不小于10cm,确保雷电流安全引下;最后,为保证良好的导电性,接闪器和引下线宜采用圆铜材质代替热镀锌钢材质[2]。

2. 照明设计应注意的问题

古建筑有优美的外轮廓线,用轮廓照明勾勒建筑外廓常会有较好的效果,但是轮廓照明不应用的过多,选择照明部位是照明设计中一个很重要的问题,它对形体塑造、景观效果、光景气氛都有极大的影响。古建筑复合立面的层次、各层次的特点和作用、景观中深处的魅力、立面对两个空间的连接等方面是灯光照明设计中应该着力表现的地方[3]。比如对庭院的照明设计,它的灯光景观构成中既要有精致细腻的墙面纹饰光影图案,又应有街道或广场等开敞空间中所使用的灯光手法及空间氛围;庭院夜景的塑造包括对围合庭院的各单体建筑物立面的照明表现、各单体建筑物室内灯光的适度配置、庭院之外延伸空间的照明、“借景”的灯光塑造、庭院内部配置景物的灯光塑造等。此外,室外灯具防护等级应为IP65,照明配电箱应采用过电流保护的剩余电流动作断路器,配电箱外壳应采用不燃材料。

3.古建筑电气设计中火灾报警设计

古建筑由于其特殊的建筑材料和特殊的结构设计,因此,对防火防灾要求较高,要在古建筑中做好火灾报警系统。火灾报警系统的安装必须本着不破坏古建筑的外部美观的情况下,在合理的位置安装设备和设计路由。以感烟探测器的安装为例,首先,选择的报警设备必须有较高的灵敏度,能够在火灾发生的初期就能发出警报,并且可以有效探测木材燃烧后的烟雾;能够有效地克服亭内空气流动对烟雾探测的影响;能够在不破坏原建筑结构、外观的前提下安装报警设备;古建筑多开敞、温度变化大、粉尘多,对火灾探测器报警的准确性有很高的要求,要能够有效的避免误报,避免由于误报造成恐慌和其他连带损失;整个系统需要维护简单、易行,尽量避免系统维护工作对古建筑造成的破坏[4]。

四、建筑电气设计与古建筑的维护管理建议

1.根据《古建筑消防管理规则》第十四条规定“在古建筑中安装电灯和其他电气设备,必须经文物行政管理部门和公安消防部门批准,并严格执行电气安全技术规程”,因此,未经批准不得在古建筑内擅自安装用电设施。

2.利用先进的科学技术,在古建筑中安装先进的监控系统,对整个古建筑进行实时监控,时刻保证整个古建筑系统的安全稳定。

3. 合理选择电气管线敷设路由,既保证供电可靠又不影响美观。根据古建筑的构造特点,在进行电气管线设计安装时,穿过木构件的导线应采用穿金属管保护,科学选择合理路线,既符合建筑的实际情况,又可以和周围的艺术气息融合为一体,做到实用美观。

五、结束语

我国的古建筑以木结构举架支撑为主要表征,以灵活多变,布局和精巧细致的装饰闻名于世,是我国的民族智慧结晶。完善古建筑电气设计所面对的问题,是保证整个建筑系统安全协调的重要举措,有助于保证整个古建筑实用和艺术价值的实现,有助于促进整个古建行业的发展。

参考文献:

[1]袁东,王晓欢,费本华等.中国发展现代木结构建筑现状与优势[J].林业经济,2011(10)

古建筑结构设计篇6

Keywords: ancient building fire safety fire performance-based design

中图分类号:TU998.1 文献标识码:A 文章编号:

1.引言

中国文化源远流长,古建筑是其中重要的历史见证,它是我国宝贵文化遗产的重要组成部分。然而,我国曾多次发生古建筑火灾,如山西省宁武县小石门悬空寺、湖北省武当山真宫主殿先后发生火灾,这些火灾均造成了难以弥补的损失和影响。古建筑通常是指古人遗留下来的距今有较长历史年代寺、庙、殿、楼等建筑物。古建筑具有不可再生性,它是古代劳动人民智慧的结晶,是重要的历史文化遗产,是国家文明的重要标志,是全人类共同的宝贵财富。这对于研究研究中国的历史,对广大青少年进行爱国主义教育、增强民族自尊心,开展对外文化交流和发展旅游事业,都具有十分重要的意义。因此,加强古建筑的消防保护工作,确保古建筑的安全,对于我们来说,是一项刻不容缓的任务。

2.我国古建筑的特点及火灾特殊性

2.1 我国古建筑特点

我国古建筑的特点主要体现结构布局等方面,也正是这些特点导致了其火灾的特殊性。首先是其结构特点,我国的建筑多采用以木架为主的结构方式,创造了与这种结构相适应的各种样式。这种结构主要是用木梁、木柱搭建筑起一个木的结构框架,然后采用其他的材料作为围护结构。布局特点,我国的木结构建筑变化很多,单体建筑有殿、堂、厅、轩、楼、阁、塔、亭等等。采用均衡对称的方式,沿着纵与轴布局。我国古建筑首先采用大出檐来防雨,但是大出檐影响光,从汉代起,就出现了微微上翘的屋檐。

2.2 古建筑的火灾特殊性,由于古建筑本身特点,导致其火灾特珠性。古建筑中的各种木材构件,具有良好的燃烧和传播火焰条件,起火后,犹如架满了干柴的炉膛,而屋顶严实紧密,将导致在发生火灾时,屋顶内部的烟与热不易散发,温度快速积聚,迅速达到“轰燃”。古建筑的梁、柱、椽等构件,表面积大,木材的缝和拼接的缝隙多,并且大多数通风条件比较好,有的古建筑更是建在高山之巅,发生火灾后火势蔓快,燃烧猛烈,极易形成立体火灾,与现代建筑相比较,古建筑火灾具有如下特珠性:

2.2.1火灾荷载大,耐火等级低。我国的古建筑多采用以木结构为主的结构形式,梁、斗、柱层层叠叠搭筑而成。一般的古建筑,每平方米的建筑面积大约需用1立方米的木材,复杂的古建筑使用的还要多,火灾荷载远远高于现行的国家标准所规定的火灾荷载。古建筑中的木材,经过多年的干燥,含水量很低,特别是一些枯朽的木材,由于质地疏松,表面积大,在干燥的季节,即使遇到火星也会起火。而且古建筑中的各种木材构件,具有良好的燃烧和传播火焰的条件,发生火灾时,屋顶内部的烟与热不易散发,温度快速积聚,迅速达到“轰燃”,极易形成立体燃烧。2.2.2消防设施匮乏,火灾扑救难度大。古建筑分布广,且大多数远离城镇,建于环境幽静的高山深谷之中。这些古建筑普遍缺乏自防自救能力,既没有足够的训练有素的专职消防队员,消防设施有的也不完备,一旦发生火灾,位于城镇的消防队很难第一时间到达。大多数古建筑都缺乏消防水源,而对于一些高大的古建筑更是有水难攻,再加上古建筑周围的道路大多狭窄, 有的还设有门槛、台阶,消防车根本无法通行,这些都给火灾扑救工作带来很大的困难。

2.2.3古建筑的管理和使用体制不顺,问题复杂。古建筑的管理部门与所辖地政府管理与使用体制不顺,历史文化名城和历史文化街区规划落实缓慢,文物古建筑的使用部门往往为了追逐经济利益而忽视古建筑消防安全管理。在古建筑的使用中,一些地方利用古建筑开设旅馆、饭店、招待所、工厂、仓库等,火源管理不严,电线乱拉乱接,线路开关随意乱设。有的古建筑周围大量开店,火灾危险因素大量增多。这些管理和使用方面存在的消防安全问题,也给古建筑的消防安全带来了严重威胁。

2.2.4无避雷设施。从历史记载上看,古建筑受害最多而对古建筑威胁最大的莫过于雷击火灾。这是与古建筑的高度、环境、结构造型分不开的。由于古建筑本身空间大,又大多建于地势高处,有的建在山上,且周围有高大的树木,极易遭受雷击,但从目前看,大多数古建筑没有按规定安装避雷设施,个别的虽然安装了避雷针或避雷带,也未按规定检测,起不到避雷效果。

3、古建筑消防保措施及对策

3.1火灾风险评估。保护古建筑火灾安全的第一个步骤是调查,以评估建筑或综合建筑群的火灾危险性。这包括识别火灾隐患,火灾发生危害以及疏散出路被堵塞所造成的有害后果等因素。火灾风险评估是系统对古建筑消防安全的现状进行客观评价,这方面的研究将用于发展古建筑消防总体规划。通过现场调查古建筑的建筑结构、可燃物的分布、人员结构与数目、文物的价值与分布,起火可能性、消防设施的类型与分布、消防管理水平等方面的情况,采用危险等级分析方法,分析古建筑内不同区域的危险度等级并给予标识,对危险较大区域进行重点防护。

3.2对古建筑进行性能化设计,提供消防保护的参照。目前,我国还没有制定专门的古建筑设计防火规范.有关古建筑的防火措施多是参照建筑防火规范中的有关条文执行.由于古建筑火灾的特珠性,这样的防火措施显然不足以科学合理经济地保证古建筑消防安全。当前一些消防部门和研究机构也提出一些针对古建筑的防火措施,这些措施总体来说就是加强消防组织建设和消防培训,建立建全防火安全组织,其本是一些条文式的规定。这些措施虽然在建筑防火保护中起到了非常关键性的作用,但是它们没能揭示古建筑火灾发生发展的规律,只有了解古建筑火灾特有的规律,才能有的放矢,从最来对火灾进行扑灭,对古建筑进行科学合理的保护。

自20世纪70年代开始,一些发达国家就开始系统研究以火灾性能为基础的建筑防火设计方法,性能化设计就是根据建筑物的结构、用途、内部可燃物的具体布置情况,对建筑的火灾危险性进行定量的预测和评估,从而得出最优化的设计方案,为建筑物提供最合理的火灾保护。

对于古建筑这种特殊性的建筑,性能化的设计方法能够充分考虑到其特殊性。采用性能化的防火设计方法对古建筑进行防火设计的时侯,首先应对古建筑进行详细的考察,包括内部的文物布置、房间结构、材料以及室外的情况等等,根据这些数据对古建筑进行火灾场景的设置,包括火源火灾及烟气的发展、蔓延的规律。引外,依据计算机模拟计算的结果,结合因古建筑总结出来的经验,制定有针对性建筑设计防火规范,对于古建筑的防火保护具有非常重要的意义。比如在什么地方发生火灾最危险,火灾一旦发生,多长时间后古建筑开始坍等等,这样,就可以了解古建筑的基础之上,对其采取更为有效的保护措施。

3.3 从结构与管理上进行消防保护。

3.3.1 作好古建筑修复、改造中的防火保护措施。提高耐火等级,增设补救措施。对可燃构件进行阻燃处理。直接采用防火涂料进行防火处理。对古建筑的木质部分(如木楼梯、木墙面、木吊顶)等应在保持原状的前提下涂刷透明的防火涂料进行处理;对不在保护范围内的建筑结构可以用耐火极限较高的现代建筑材料来替代。如原有建筑内已破旧不堪的木楼板,可以采用混凝土现浇楼板来替代。需要重新制作的吊顶应为轻钢龙骨石膏板吊顶;当建筑的耐火等级较低,消防设计的其他部分也不能满足现行规范的要求时,应采取增设消防设施的方式来达到防火。

3.3.2.满足防火间距的要求。在城市中的古建筑多与现代建筑相邻,因此在修复、改造过程中应特别注意在古建筑群内或古建筑与现代建筑之间适当位置采取设置防火墙,留足防火间距等措施,有效避免火灾相互蔓延。而在山林中的古建筑,则要根据森林火灾与古建筑火灾的蔓延情况,采取设置有效的防火带(一般应为30―50m)等措施以避免森林火灾和古建筑火灾的相互蔓延。

3.3.3.采取防雷技术处理。在不影响古建筑外部结构的前提下,高大的古建筑必须安装合格的避雷装置,其接地电阻不应大于10欧姆,在每年雷雨季之前或定期进行测试维护工作,发现异常情况,要及时排除。

3.3.4建设消防水源和消防车道。在城市区域内的古建筑群,应利用市政供水管网,每个院落至少有1―2个室外消火栓,每个消火栓的供水量,按10-15l/s(升/秒)计算,要求能够保证供应两支喷嘴直径为19mm水枪同时出水的水量。消火栓应采用环形管网布置,设两个进水口;在郊外、山区的古建筑,应充分利用河、沟、水塘或堰等天然水源,开挖容量100-200立方米的消防水池,建立消防泵站,配置手抬机动消防泵,做到有备无患。位于山上缺水地区的古建筑,也可以利用现代动力设备安装由山下向山上专门送水的设备;在不影响古建筑整体景观的条件下,适当在古建筑群内修筑消防车道,以便消防车能直接深入到古建筑群内部,这样有利于减少火灾损失。

3.3.5加强消防组织建设,建立健全的规章制度。古建筑管理单位对内逐级建立火灾安全领导小组或委员会,对外可建立防火联防组织。确定防火负责人与专兼职防火人员,组织临近单位、企业和各基层组织层层落实防火岗位责任制,实行联防协作,群防群治。按照有关规定,尽可能地建立专兼职消防队,开展业务培训,不断提高灭火能力。同时,根据《古建筑消防管理规则》还应建立一些行之有效的规章制度,使消防安全管理有章可循,有令可遵。

4、结束语

本文介绍了古建筑构造上的主要特点,并对由这些特点引起的火灾危险性进行了详细的分析,并提出了采用性能化防火设计等方法对古建筑进行防火保护,这些研究分析,对我国古建筑防火保护将会一个重要的参考。

参考文献

[1]朱强,古建筑火灾烟气流动模拟与模型实验研究,重庆大学硕士学位论文

古建筑结构设计篇7

概述:随着国家经济的发展和对中国传统文化认识的提高,仿古建筑设计也在建筑设计行业悄然升温。但是由于对传统古建筑的研究不足,也出现了一批不古不今、不伦不类的“伪仿古”建筑。这些建筑不但不能对中国传统建筑文化起到传承发扬的作用,反而由于“拙、劣、丑”的形象而产生不良影响。仿古建筑设计具有难度和复杂程度,古建筑知识和技法需要渐进的积累,跳过对传统艺术的学习,就不能深入体会古建筑的意蕴,仿古设计只会是无本之源。

一、仿古建筑范畴的认识

中国传统建筑伴随着华夏文明的源起而产生发展,具有悠久的历史和卓越的成就,其独特的建筑结构和建造风格是世界建筑艺术上不可或缺的重要组成部分。中国古建筑依照中国建筑史学基本观点划分为自原始社会时期至民国时期,民国后至今建筑定义为近现代建筑。因此目前仿古建筑基本上是指对民国和民国以前古建筑的模拟再创、用以还原历史风貌概况的建筑。

对于仿古建筑的种类,目前认为主要有两种,其一系指仿古建筑严格遵循古建筑的通则与权衡,采用传统材料和传统施工工艺,是传统古建筑的复制、衍生、和再现,建筑设计要求应做到“神似形似”。其二则指建筑外在形式上忠实地模仿传统建筑,并保证建筑外观反映传统建筑的特点,在结构、材料及施工技术方面应用现代建筑工艺,是采用近现代建筑工艺对传统古建筑的临摹再创。其设计要求应做到“神似形近”。至于吸收传统古建筑精髓,把古建筑特点作为建筑文化的符号特征,糅合古建筑元素的创新设计,严格意义上讲则不应归入仿古建筑的范畴,而是对传统古建筑的革新和创造性探索。

二、仿古建筑设计时代特征的把握

在仿古建筑设计过程中,我们首先遇到的问题是,仿古建筑是仿的何时的古?中国传统古建筑存在漫长发展演变的过程,不同历史时期建筑有不同的建筑特点,如果不能够很好的把握仿古建筑的时代特征,就会出现明清的构件出现在秦汉的建筑上这样“张冠李戴”的错误。所以把握仿古建筑设计项目的时代特点乃是设计工作开展的第一要素。

中国古建筑时代特征演变的主因是审美倾向差异和民族文化的交融。中国建筑史学对其发展过程有细致的介绍和宏观的分期。目前学界将商周以后的建筑艺术分为三种典型的时代风格,也是在仿古建筑设计工作中常涉及到的建筑时代风格:

①秦汉风格。秦汉建筑奠定了中国建筑的理性主义基础,布局铺陈舒展,构图整齐规则,同时表现出质朴、刚健、清晰、浓重的艺术风格。如方整规则的庭院,纵轴对称的布局,木梁架的结构体系,由屋顶、屋身、基座组成的单体造型,屋顶在立面占的比重很大。春秋战国时期诸侯割据,各国文化不同,建筑风格也不统一。大体上可归纳为两种风格,即以齐、晋为主的中原北方风格和以楚、吴为主的江淮风格。

代表秦汉风格的主要是都城、宫室、陵墓和礼制建筑。其特点是,都城区划规则,居住里坊和市场以高墙封闭;宫殿、陵墓都是很大的组群,其主体为高大的团块状的台榭式建筑;重要的单体多为十字轴线对称的纪念型风格,尺度巨大,形象突出;屋顶很大,曲线不显著,但檐端已有了“反宇”;雕刻色彩装饰很多,题材诡谲,造型夸张,色调浓重;重要建筑追求象征涵义,虽然多有宗教性 内容 ,但都能为人所理解。

秦阿房宫前殿

②隋唐风格。隋唐建筑组群序列开阔舒展,建筑造型浑厚,装饰华丽;表现出中外文化密切交汇的新鲜风格。隋唐建筑从文献记载和雕刻、绘画中可反映其建筑风貌,留存到今天唐朝佛教殿堂建筑有山西五台山南禅寺正殿和佛光寺正殿。

③明清风格。宋元建筑在中国古建筑隋唐风格和明清风格中起到了承上启下的作用。明清建筑继承了前代建筑艺术规律,最后形成了中国建筑艺术的典型风格雍容大度,规制严谨,机理清晰,富于趣味。明清建筑风格具有明显的复古取向,呈现出形体简练、细节繁琐的形象,建筑形式精炼化、符号化。明清建筑突出了梁、柱、檩的直接结合,减少斗拱这个中间层次的作用。宋元至明清建筑迄今均有遗存,尤其明清建筑,遗存为数众多。为我们开展仿古建筑设计工作提供了大量的实物例证。

建筑组群

此时期建筑组群采用院落重叠纵向扩展,与左右横向扩展配合,以通过不同封闭空间的变化来突出主体建筑,其中以北平明清故宫为典型,此时的建筑工匠,组织空间的尺度感相当灵活敏锐。 详见北京故宫

故宫

民居建筑

北京四合院作是北方合院建筑的代表。

北京四合院

南方地区的住宅院落很小,四周房屋连成一体,称作“一颗印”,

一颗印

宗教建筑

现存的佛寺,多数为明清两代重建或新建,尚存数千座,遍及全国。汉化寺院显示出两种风格:一、位于都市内的,特别是敕建的大寺院,多为典型的官式建筑,布局规范单一,总体规整对称。二、山村佛刹多因地制宜,布局在求规整中有变化。分布于四大名山和天台、庐山等山区的佛寺大多属于此类。明、清时代,在藏族、蒙古族等少数民族分布地区和华北一带,新建和重建了很多喇嘛寺。它们在不同程度上受到汉族建筑风格的影响,有的已相当汉化,但总是保留着某些基本特点,使人一望而知。

中国古建筑时代特点的演变是一个循序渐进的过程,通过对中国古建筑历史的研究和建筑时代风格的熟知,在仿古建筑设计工作中就可以避免出现时代错位的硬伤,避免出现生拉硬凑和臆想产生的“四不像”作品,使仿古建筑设计符合建筑历史发展的规律,虽然为仿古建筑,但能够优秀反映体现古建筑的风格特点和生命力。

三、仿古建筑设计中通则权衡的认识

中国传统古建筑形式多样,但各个部位均有较为固定的比例关系,这些比例关系是古建筑设计与施工共同遵循的法则。通则(又称通例),是确定建筑物各部位尺度、比例所遵循的共同原则。这些法则规定了古建筑各部位之间大的比例关系和尺度关系。权衡制度则是对建筑物各部构件的单位、尺寸、比例关系进行确定。

《营造法式》是北宋官方颁布的一部建筑设计、施工的规范书,也是中国古籍中最完整的一部建筑技术专书。其书中详细阐明"材分制"这一模数制度,是中国建筑历史上第一次明确模数制的文字记载,这种以“材分“为模数的设计方法既简化设计,也便于施工,是古代中国独创的建筑设计方法。这种原始建筑模数的运用,在初唐和盛唐的壁画、雕刻以及南禅寺正殿和佛光寺正殿两座唐代木结构殿堂中已得到了体现,在《营造法式》中明确下来,并启蒙了清代建筑模数“斗口制”的产生。清雍正年间颁发的工部《工程做法则例》,对明清时期建筑在造型、设计、构造、用材、工艺及施工技术等方面予以归纳总结。明确了以斗口为基本权衡单位的权衡制度。

我国古代建筑大师遵循中国古建筑基本法则进行建筑实践,创造了无数形式多样,风格统一的建筑,使中国古建筑形成了极其鲜明的民族风格和艺术特色,从事仿古建筑设计,努力掌握认识这些基本法则十分必要。古建筑通则和权衡,为仿古建筑设计提供了方法路径,通过对其研究辨析、灵活运用,才能创造出优美和谐、符合中国传统古建筑审美特点和构造特点的仿古建筑。

四、仿古建筑设计中新工艺与传统工艺的结合

仿古建筑,是对古建筑的临摹、仿制,在新的历史时期,即便是再原汁原味的仿古,也不是古建筑。因此在仿古建筑的设计、施工过程中,新工艺与传统工艺的结合运用是不可避免的,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。

上述三种仿古建筑工艺形式是目前仿古建筑设计中常见的基本形式,在实践工作中,应针对仿古建筑的具体情况和要求,灵活掌握新工艺和传统工艺的结合运用。

五、结语

中国传统古建筑历史悠久、博大精深,优美的建筑形象和独特的建筑构造享誉世界,建筑文化影响深远。在从事仿古建筑设计工作中应充分了解中国古代建筑历史,把握古建筑构造精髓,才能通过仿古建筑去传承弘扬优秀的古代建筑艺术和文化。

参考文献:

古建筑结构设计篇8

一、概述

中国古代建筑设计具有审美价值的特征形式和风格,它以汉族木结构建筑为主体,也包括各少数民族的优秀建筑,是世界上延续历史最长、分布地域最广、风格非常显明的一个独特的体系。室内设计是根据建筑物的使用性质、所处环境和相应标准,运用物质技术手段和建筑设计原理,创造功能合理、舒适优美、满足人们物质和精神生活需要的室内环境。室内设计是在继承了中国古代建筑设计的基础上发展起来的。

二、中国古代建筑设计的特点

在漫长的历史发张过程中,劳动人民通过辛勤的劳动,构建了富有我国古代灿烂文化的特色建筑。中国古代建筑设计既是中国建筑艺术的产物,也是中国文化和艺术设计的产物。中国室内设计与陈设以中国文化为中心,以汉族文化为主体,在漫长的发展过程中,始终完整保持了体系的基本风格。古代室内设计和陈设在中国古代传统文化大土壤中生长、发展、,具有鲜明的民族文化特色

中国古代建筑设计的特点是多方面的,1、从空间形态来讲,无论哪里类建筑,一般都是以木结构为主体,以“间”为单位;下哦那个群体关系而言,都是以院落为单位,再以纵、横两个方面的轴线上多进、多路的院落形成组群。总之,大都是一院、坊、城三个空间层次构成的网络系统。2、从文化象征来讲,文化象征是维持建筑体系的精神支柱,中国古代建筑中的文化象征往往与宗法的人伦秩序相辅相成。从布局,梁柱间架的多寡、形体、构件的比例等等这些包含这宗法秩序和符号隐喻的文化象征。3、从建筑类型来讲,秦汉建筑类型以都城、宫殿、祭祀建筑(礼制建筑)和陵墓为主,到汉未,又出现了佛教建筑、祭祀建筑。4、从木构艺术来讲,这是与世界其他所有建筑体系所不同的。内卫装修、彩画、木雕、砖雕和琉璃等有着结构美和装饰美。

三、室内设计的特点

室内设计是根据建筑物的使用性质、所处环境和相应标准、运用物质技术手段和建筑美学原理,创造功能合理、舒适优美、满足人们物质和精神生活所需要的室内居住环境。

室内设计从广义上讲,是满足人们的精神生活和物质生活要求,从而对人的生产环境、生活学习环境、工作环境进行物质和精神上的改造,达到使用功能的必需条件和视觉环境的美好享受。

室内设计根据人的流动特点可分三类:第一类是人居环境设计 在较长时间内有固定人员的居住空间。它包括:合式住宅、公寓式住宅、别墅式住宅、院落式住宅以及集体宿舍。第二类是限定性公共空间设计 在较长时间内有相对固定人员的公共空间。它包括:学校、幼儿园、办公楼、教堂等。第三类是非限定性公共空间设计 没有相对固定人员的公共空间。它包括:旅馆饭店、影剧院、娱乐场所、展览馆、图书馆、体育馆、火车站、机场、商场等综合设施。

四、中国古代建筑设计与室内设计的关系

从表面上看,室内设计它所涉及的是建筑物的室内部分,是在建筑物建筑完成以后,我们的室内装修设计才刚刚开始。但是事实上,建筑物在开始建造的初始阶段,建筑师就将建筑物公共部分的室内设计应经有了一定的设想和规划。建筑师在构建建筑物的基本构架的时候,也有必要让室内设计师提前参与其中。建筑语言也是室内设计语言的一部分,从这个角度来说,室内设计与建筑师一个整合的过程,它们是一个交织在一起的。并且它们的界限是模糊的,就是因为这种界限的模糊,能够使整个空间更合理,平面功能跟家紧凑。

中国古代的匠师在建筑装饰中最敢于使用色彩也最善于使用色彩。这个特点是和中国建筑的木结构体系分不开的。

1、室内设计是功能、空间、文化的延伸和发展。具体来说是使用功能和空间功能。中国古代建筑设计本身是一种文化,室内设计是让人感悟的一种文化现象。

2、室内设计和中国古代建筑设计的理论体系是相同的。我们从那个构图规律、美学、空间比例等方面来讲都是相通的。不同的是中国古代建筑设计是解决建筑的使用功能,处理内外部形式和建筑的构造问题。而室内设计是通过空间界面、具体空间关系的处理重视人的生理和心理效果,强调材料、色彩和灯光的运用,也注重细节不封的处理和形态的构造问题。也就是说室内设计是更具体化的设计。

古建筑结构设计篇9

我国古代建筑的发展大致经历了原始社会、奴隶社会、以及封建社会的早、中、晚五个历史阶段,在封建奴隶社会时期,木构架逐渐成为中国古代建筑主流,随着公元5世纪左右建筑技术的长足发展,建筑艺术形态日渐成熟,至汉代时,中国古代建筑的一些典型特征已基本形成,而后经过500多年的发展演变,至唐宋时代中国古代建筑发展到了它的顶峰,到封建晚期的明清时代,中国古建筑在某些方面更趋完美,著名的皇家园林有圆明园、颐和园、北海、承德避暑山庄等,私家园林则以江南的苏州、扬州等地最为兴盛,名园佳作不胜枚举。此外,在明清时代,中国各少数民族的建筑也有了相当的发展,现存的著名建筑有的“布达拉宫”、日喀则的“札时伦布寺”,以及云南傣族的“缅寺”、贵州侗族的“风雨桥”等等,形成了各族建筑群芳吐艳、异彩纷呈的现象。

二、仿古建筑的基本定义

所谓的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。

现今的仿古建筑物一般都是由钢筋混凝土为主要材料建成的,并使用适当的方法使其达到仿古的目的。一般人认为,完全按照古建筑的外观来建筑新的建筑物就是所谓的仿古建筑,其实不然。对于仿古建筑要满足一下三个要求:

a 建筑物必须存在以下三个部分,即台基、屋身以及屋顶,而且建筑物的主题部分的屋顶必须是传统形式。

b 台基、屋身以及屋顶之间的比例必须与古建筑物的比例相接近。

c 建筑物的外观要在一定程度上能够反映股建筑的结构特征及装饰风格。

符合以上三个条件,才可被 称为是仿古建筑。不可以将那些只包含了一点传统建筑物的色彩,或者那些在建筑风格上与传统建筑物有点相似的新建筑物就称为仿古建筑。

三、仿古建筑物的特点及设计要求

1、仿古建筑物的特点

1)主要材料

古代建筑多数都是以木材作为建筑的主材料,所以从古代建筑遗产中可以看出,古代的建筑是由台基、园梁、山墙、廊壁等要素共同构成在结构上软性连接,富有韧性。古代建筑墙体是不承重的,可以敞开也可以是幕墙,到处是隔而不断的流动空间。

2)平面特征

古代建筑一般都是以打木桩作为建筑的主体,木桩的范围是以这个建筑物的有多大,然后再设计怎么安放,建筑物的大小是以间的大小和间数的多少来定的。中国古代以奇数为吉祥数,因此,建筑物的开间一般为单数,而且以开间越多为等级越高。

3)建筑群体

以庭院和由间形成的,层层渐进,古代建筑视角丰富与花样多变。在群体上讲究点、线、面的合理布局,强调有层次、有主次、有广度、有深度、有变化的审美理念。特别讲究中轴线的确立,古建筑的群体布局,大都采用对称和对比的手法,重点建筑置于中轴线上,次要建筑置于两侧,既突出重点,又保持严格的对称和均衡。

2、仿古建筑设计的主要要求

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。

四、仿古建筑设计的主要方法

1、整体设计

建筑布局是仿古建筑整体设计的第一步,一般来说可以采取轴线布局和园林布局两种方式。

1)轴线布局是参照中国传统建筑的标准设计形式DD轴线对称,在建筑物的中间用道路或是建筑形成一条中轴线,在轴线周围依次布置相关建筑。这是仿古建筑中最常见的一种布局形式,故宫、十三陵、太庙等诸多建筑都是采用了这一布局形式,上海世博的一轴四馆也是借鉴了这种设计理念,而新圆明园、大观园、横店影视城等现代仿古建筑区都是采用的轴线布局设计,游客置身其中,有很强的返古感。

2)园林布局。园林布局是仿古建筑中另一重要设计形式,中国传统建筑对山水有很强的依赖性,园林布局有绕山绕水和穿山穿水两种。绕山绕水是将山水作为建筑布局设计的中心,建筑物环绕在山水的周围,这种设计的典型便是颐和园,这种设计的精妙之处就在于整个建筑群依靠山和水得到有机联系,游人在任何一个地方都可以眺望到景观的中心,南充著名的北湖公园便是采用了这种仿古形式,建成以来得到了很好的口碑。

2、细部设计

在建筑基本布局完成之后便要开始建筑的细部设计,细部设计是仿古设计的灵魂,可以让整个建筑形象丰满,一般来说有以下几个方面:

1)建筑形式设计。中国传统建筑的形式分类十分明显,主要有塔、亭、殿、院等,建筑形式设计步骤主要便是参照中国传统建筑的主要形式来进行仿古建筑的细部构造设计,其核心便是将各种传统设计元素有机整合,确立一种主要设计形式,再在当中加载其他元素。例如,我们可以确定以“四合院”作为建筑的主要形式,那么在设计中就将以院落作为建筑的构成子单元,而在各个子单元中加入殿、亭等其他元素,这样的设计使我们的建筑既显得丰富,又有一个核心。

2)仿古建筑材料设计。中国传统建筑主要采用砖木结构,这使得中国传统建筑存在一个很大的问题,便是耐火耐腐能力差,使用年限不长,安全隐患大。一方面,现代木材资源紧张,大规模地使用木料既不经济也不环保,所以材料的设计也是仿古设计中一个十分重要的因素。一般来说,可以用现浇混凝土做柱,其外包裹木工板,再打磨上漆,这样既满足了木柱的视觉效果,又节约了木材,增强了强度。而大型塔式、殿式仿古建筑则完全可以采用钢筋混凝土来形成建筑物主体,其外采用清水混凝土勾缝或是采用仿古砖贴面来实现古色古香的视觉效果。

另一方面,还可以通过室内细节来加强仿古设计,这主要是对牌匾、厅廊、中式家具等古代元素的运用,在设计中可以按照传统建筑中厅、堂、房的格局来拜访深具传统意味的细节家具和装饰,这可以很大程度上提升仿古建筑的细节效果。

仿古建筑是建筑形式的一个重要分类,虽然难度较大,但是只要我们善于总结和发散传统建筑设计的精华,同时运用现代技术和材料加以表现,那么我们的仿古设计能力一定可以迈上更高的平台。

五、结语

综上所述,作为现代建筑业中重要组成部分,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,尽管其建造难度比较大,但是只要我们不断总结传统建筑设计的经验,并将传统文化与现代先进技术的完美结合,相信仿古建筑在建筑领域中获势必会得到广泛应用。

【参考文献】

[1] 李侃.仿古建筑兴起的文化因素,艺术评论,2009,3,72-75.

古建筑结构设计篇10

中图分类号:TU74文献标识码: A 文章编号:2095-2104(2012)06-0020-02

1前言

中国悠久的历史创造了灿烂的古代文化,而古建筑便是其重要组成部分。中国古代涌现出许多建筑大师和建筑杰作,营造了许许多多传世的历史文化古迹,如宫殿、陵墓、庙宇、园林、民宅等,成为举世瞩目的文化遗产。历经了数千年的演变,其独特的结构方法和布置规模始终没有改变多少,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,在平面处理、艺术造型及材料选用等方面都有许多自己的特点,但随着社会的飞速发展,科技越来越发达,建筑业新材料新技术等的应用及发展,传统木结构在延年、防火、防腐、结构受力等方面的缺陷也日益明显,新技术、新材料的运用越来越多的使用在仿古建筑的设计和施工中,这也是对中国古建筑文化的继承与发展。现代仿古建筑多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。以下本文将就现代建筑工程技术在仿古建筑中的应用谈几点体会,希望能为同行在仿古建筑工程设计及施工中提供一些参考。

2中国仿古建筑

20世纪50年代开始至今,国内涌现了一大批的仿古建筑。不论是在大的文化名城如北京、天津、南京、杭州,还是在小的古镇等地方,我们到处可以看到,而近年来这种趋势仍然有增无减,随着社会经济建设的发展,越来越多的建设项目被设计成仿古建筑风格,包括社会公用设施、旅游度假、餐饮、娱乐等建设项目,成为了城市发展的重要组成部分,例如:天津的古文化街、鼓楼商业街等。同时留存下来的历史风貌建筑的维护与保养也成为了现今建筑行业的新课题,

3仿古建筑特征

对于何谓仿古建筑,学界有各种不同的看法,比较一致的观点是:仿古建筑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。仿古建筑多为钢筋混凝土结构,采取一定的措施达到本质效果。目前,很多人觉得有些传统建筑的形象表现在新建筑上,就认为是仿古建筑。到底怎样的建筑才算是仿古建筑,经过一些参考文献的记载具有以下特种:

1、建筑单体须存在传统三段式构图,即台基、屋身、屋顶,并且主体建筑的屋顶为传统形式。

2、三段式立面比例须接近传统建筑比例。

3、立面外观上不同程度地体现传统建筑结构及装饰风格,或有木隔扇门窗、或有斗棋挑檐、或有雀替挂落、或有彩画灰塑等。以上三条缺一不可.方为仿古建筑。我们不可将带有一点传统色彩的新建筑,或在传统建筑风格基础上进行创新的建筑称为仿古建筑。

4现代施工技术在仿古建筑中的应用分析

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,传统木结构在延年、防火、防腐、结构受力等方面的缺陷也日益明显,新技术、新材料的运用越来越多的使用在仿古建筑的设计和施工中,这也是对我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。

4.1 从结构上与传统木结构施工进行比较

从结构上分析,采用混凝土结构代替或部分代替木构架有下列优点:

1、可节约森林资源保护环境,减轻消防控制负荷,同时可解决防虫、防腐等问题。

2、可充分发挥现代建材的优势,提高结构安全度。

3、可利用混凝土的可塑性,采用现代施工工艺满足多件仿古构件艺术线条的统一时还可以达到木构架的总体艺术效果。

4.1.1实例引用介绍:

下图为本人曾参与的一项仿古建筑施工工程的施工及效果图,见图1、图2。

图1 该仿古建筑钢筋混凝土框架施工图

图2 该仿古建筑效果图

该项目为高档会所工程,集服务、餐饮、洗浴、娱乐、会议于一体,建筑面积:3220.5m2,地上2层,首层层高6m,二层4.5m,檐口标高10.5m,屋脊最高点标高18,258m,首层室内外高差0.6m。设计使用年限为50年,防火设计耐火等级为二级,抗震设防烈度为8度设防,结构形式为钢筋混凝土框架结构,独立柱基础,屋面为坡屋面,边设天沟排水,混凝土标号为C30。

外檐及仿古构件采用干挂石材饰面,外檐保温采用岩棉外包玻镁板,屋面采用青石板瓦饰面,屋面防水采用爱舍宁防水卷材。

该工程采用现代钢筋混凝土施工工艺,辅以干挂石材工艺做出外檐仿古效果,既保证了结构安全,又达到了仿古的总体艺术效果。

4.2 从效益上与传统木结构施工进行比较

从效益上分析,该工程采用混凝土结构代替或部分代替木构架有下列优点:

1、混凝土仿古构架取代传统的木构架形式,综合环保、资源、经济、技术、艺术方面,具有深远的社会效益。

2、仿古混凝土构件模板质量的好坏决定着构件的质量。曲线部分采用特制工具式钢模,易于保证工程质量。

3、混凝土斗、拱连体制作,可减少安装工作量,加快安装速度。

4、钢筋混凝土仿古建筑,部分构件采用预制安装,与全现浇结构相比,施工灵活、方便,可加快施工速度。

5、仿古建筑中,混凝土构件安装采用刚性连接节点,代替了古建筑木结构构件的榫卯安装,提高了结构的安全度、耐久性。

6、现代施工技术可满足同类构件、多件尺寸及艺术线条的统一,安装后可达到木构架的总体艺术效果。

4.2.1 实例引用分析:

某工程是一个规模、难度较大的钢筋混凝土框架剪力墙结构的仿唐式三层四檐古建筑。建筑总高73.9m,古建筑面积为8222m2。采用钢筋混凝土预制古建筑斗、拱、枋安装及现浇圆柱、月梁、枋组合成的一座古典式建筑。该工程要求混凝土表面平整光洁、曲线优美、尺寸一致、不再进行抹灰装饰。使彩绘在混凝土构件表面处理后,直接进行。鹳雀楼复建工程中用材之大(斗口、拱宽达280mm),安装难度之大(单个拱件达100kg以上),且安装数量也多(斗有19种5700余件、拱有21种2900余件,加上枋总计有1.1万件之多),尚属国内少见。由于预制混凝土斗、拱质量优异,为构件安装分项达优创造了良好的条件。在施工过程中,使QC小组以《运用QC方法,确保该工程预制构件安装分项创优》为课题的活动成果,获2000年度全国优秀成果奖。这些都为主体分部创优打好了基础,QC小组另一成果《创新仿古异形混凝土结构的施工技术》又获2001年度全国建设工程系统优秀奖。该工程2003年被评为鲁班奖工程。工程及其景区门殿、门房、商业用房(均为单层仿古建筑,仿古建筑面积为3170m2)工程的施工中采用本工法组织施工,构架质量优异。设计、监理、建设单位都较满意,并受到多位来过现场的古建专家的好评,使安装完的构架达到了木构架所表现的艺术效果。同时企业也取得了良好的经济效益,仅异型模板设计就节约木材255m3,节省投资42.74万元。

古建筑结构设计篇11

O引言

我国古代以来,对房屋这方面都是以木为最重要的材料,但我国有恰恰在世界上最活跃的地震带,东濒环太平洋地震带,西部和西南部是欧亚地震带经过的地区,是世界上多地震国家之一,在中国所发生的历次大地震中,传统建筑木结构都表现出了优异的抗震性能,能很好的做到规范要求的。大震不倒”的设防水准。虽然宋代有“营造法式”,清代有。工程做法”,但是里面都是通用的建造方法,没有结构使用的详细说明和解释。木结构优异的抗震性能源于古代能工巧匠无时无刻不将抗震概念设计融入结构设计中。

1 城市规划

我国传统城市的规划布局, 以放置平整的街道方格网系统最具有浓厚的东方特色。 虽然在江南地区有着一些独特的地方特色。但在我国大部分地区。与其西湖一带,以方格网街道布局,使行政区、居住区、商业区等相对独特独立所组成的城市数量最多。其中以宋为例的城市规划,大多建筑采用轴对称的布局。沿轴线布置建筑空间序列,这是中国大到城市,小到宫殿、衙署、庙宇、民居常用的方式。这一方式融合了儒道法等各家思想的古代哲学,符合古人讲求的天人合一,道法自然的中庸之道。

在如今随着社会发展, 旧的城市构建当然已经不适应社会生活的要求, 这样再照搬古代 城市规划理论已不切实际。如果能把古代的文化融入当代城市当中, 将会取得很好的效果。

2建筑体型

我国从古至今,在古建筑方面都是以平面布局大,都采用均衡对称的方式,以庭院为单元,沿着纵轴线和横轴线进行设计,借助于建筑群体的有机组合和烘托,使主体建筑显得格外宏伟壮丽。其立面沿结构高度方向结构质量和刚度也是均匀变化,自下而上逐渐变小,保证了地震作用下的整体稳定性。结构对称有利于减轻结构的地震扭转效应。而形状规则的建筑物,在地震时各部分的震动易于协调一致,应力集中现象较少,因而有利于抗震。

3 结构体系

我国古建筑都是以木材料为主,用现代的语言来说是,木结构为主,从古建筑中可以看出,古代都是采用木框架作承重构件,墙体只起划分空间,分割作用而不承重,所以有墙倒屋不塌的特性,古建筑木结构的木框架可分为抬梁式,穿斗式,井干式。框架结构是一种延性的结构体系,能利用自身的变形来吸收和耗散地震能量。同时,为了加强房屋四角的结构刚度以及房屋的整体性,房屋内转角使用了抹角梁;转角斗拱采用连拱交隐做法;房屋转角部位采用双层额枋,缩小梢间的面宽;使用额枋与地袱,将柱网连接成一个整体。从而在保证框架变形的同时又加强了结构的总体刚度,真正做到“刚柔并济”。

4 材料

从古代房屋遗产中可以看出,木材就是古建筑最重要的材料,木材的一个显著特点就是质轻而强。主要的结构材料,除木材外,尚有钢材,水泥和砖石。如果比较各材料的强度和重量,木材的强度仅次于钢,重量则为最轻。木材的强度与重量的比值则为最高。(见表1)。

表1木材的强度与重量的比值

在地震的那一瞬间,古建筑房屋要支撑地震带来的威胁,古建筑质量问题要得到很好的保障,当受到地面加速度而产生的内惯性作用。质轻意味着在同一地震加速度下产生的内惯性作用小,即结构所需抵抗的地震力小。而它的强度则保证了地震作用下的稳定性。质轻体现了结构的柔,而体强则诠释了结构的刚,所以说古建筑木结构无时无刻不在向世人传达中国“刚柔并济,以柔克刚”的哲学思想。并将这种思想融入到古建筑结构设计中,源远流长。

木材在古建筑是一种很重要的材料,虽然现代已经不在用木材做为主要的材料,但是从中可以看出木材是有重要力学性能就是其顺纹强度高于横纹强度。在古建筑木结构中,作为主要竖向受力构件的柱利用的是其顺纹强度,而梁式构件因为利用的是其横纹强度,从而导致其承载力低于柱构件,而这又恰恰是当今抗震概念设计所提到的“强柱弱梁”思想的集中体现。

5 连接

中国古建筑木结构的主要特点之一就是柱和额枋组成的构架即其他构件之间采用榫夘连接,无需一铁一钉。夘是指在木构件上挖出的洞眼,榫则是在木构件上留下的准备插入夘的端头,这种连接方式就如同动物的骨骼关节能在一定程度中伸缩和扭转,地震时能通过自身的变形吸收和耗散地震中的能量,有较强的抗震性能。

根据西安建筑科技大学谢启芳博士做的试验数据表明,在榫夘连接中用控制位移幅值120mm计算其相对变形值为120/1500=1/12.5,这是其他结构无法比拟的,由此可以说由榫夘连接的木构架具有非常好的变形性能。

6基础结构

从古代遗留下来的建筑中可以看出,古时候的建筑都具有代表性的基础做法大致由这么几种:碎砖基础,灰土基础,桩基础。木结构的建筑高度有限,因此它们可以看做是按延性设计的,其具有柔性隔振作用,使耗能机制位于基础部位,衰减部分地震力的峰值加速度,从而适当的控制地震作用保证上部结构的整体稳定性。

7 结语

上综所述,是笔者在现代古建筑设计的角度,对古建筑木结构在建筑体型。结构体系,材料和连接,以及基础等五个方面的抗震性能分析中得出:古建筑木结构是一种很好的抗震结构体系,它能很好的协调承载力,延性,稳定性和刚度之间的关系。能很好的满足规范要求的“小震不坏,中震可修,大震不倒”的设防水准。通过对古建筑木结构抗震性能的浅析,可从这些古建筑结构体系与构造的规律上汲取有意义的放在抗震理念以及具体营造技术,为现代工程结构抗震设计所借鉴。

参考文献:

古建筑结构设计篇12

当前许多古建筑的主要建筑材料普遍为木头,并且建筑的结构普遍以木结构作为主要结构。在保护文物的前提下,可以尽可能的使用防火涂料对核心木结构以及依然材料进行阻燃处理,从而提升建筑的整体耐火能力。与此同时,在对古建筑进行保护之前,需要对文物的耐火能力进行测试,在确定耐火能力之后,如果发现原本的耐火能力与当前的疏散系统、防火分区不符合,则需要采用更加具有针对性的防火保护结构提升建筑防火能力。对于不在文物保护范围之内的建筑,则可以采用耐火能力较高的建筑材料进行重新装饰,替代以往依然的建筑材料,从而提升古建筑的防火等级。

2加快消防硬件设施建设,提升防火保障

需要依据古建筑的防火重点以及特点,设计并安装科学、合理并且实用的防火设施。尤其是对一些结构系统不符合防火规定的古建筑,便只能采用增设防火设施方式来补偿。在对古建筑的整体防火安全能力进行全面评估与影响古建筑风格的基础上,既需要使古建筑的防火设施能够满足防火安全要求,还需要依据古建筑的结构特点,合理的设计并安装对应的防火设施。①需要在古建筑内安装适量的轻便灭火器,如此才能够有效的遏制火灾的初期形态。②对于消防车无法快速达到的古建筑而言,还需要开辟开环的消防车道,以便于在火灾发生的同时,消防车能够及时的达到现场并及时灭火。在开辟消防车道之后,需要时刻保障消防车道的通畅,派专员对道路进行严格、有效的管理。③在开设防火分区的过程中,需要建设有效的排烟路径。在明确古建筑的特点以及基本使用功能以外,还需要在古建筑内充分的展现现代消防设施的使用效果以及古建筑的防火能力,明确防火重点区域及其面积。同时,还需要着重排烟设施的设计,利用排烟设施提升古建筑在发生火灾时的控烟能力。并且需要依据实际的条件,尽可能多的设计挡烟垂壁等有效的防火、方言设施分区。在不影响防火基础上,尽可能使用自然排烟模式。然后,如果古建筑的防火能力被降低,并且消防设施仍然无法满足当前的防火规定时,就需要采用增加消防设施数量的方案提升其防火能力。

3严格管理,消除火灾隐患

古建筑的管理人员需要建立严格的消防安装管理制度,并将其深切的落实,将消防安全管理职责落实到每一位古建筑管理人员身上,将古建筑落实到相应负责任上,制定例行检查并记录等制度。建立并完善消防安全管理制度,单位内部需要明确分工,科学的规划防火区域,将具体区域落实到具体责任人,使古建筑当中的所有有人活着有火的物件,都需要有相应负责人。将货源、火种以及易燃物品进行分别储存,拒绝储存一些非必要的依然材料,建立安全的古建筑“生存”环境。除此之外,我国相关规定中表明,范式在古建筑内从事工作的人员,都需要具备一定的灭火、防火知识、能力。对此,古建筑管理单位需要积极的开展防火活动,并在工作一段时间后开展必要的防火工作考核。定时或不定时的开展消防演练,提升员工的防火技术。

4提高防火监督力度,杜绝火灾可能性

古建筑管理单位需要定期开展全面的防火监督,并在容易发生火灾的季节进行季节性检查。结合重大节日与经常性的消防安全检查工作,对检查过程中所出现的各种火灾隐患进行分析,寻找对应的责任人,及时、有效的进行整改。在重点时期,古建筑管理单位需要定期对古建筑进行昼夜巡逻。除此之外,对于古建筑周围存在森林、建筑物、构筑物时,还需要对其进行必要的巡检,杜绝火灾蔓延的可能性。

古建筑结构设计篇13

古建筑特点

古代建筑区别于现代建筑,有许多独特的性能,其中一大特点在于它将中国千年来的思想文化和建筑融合在一起,成为世界上独一无二的建筑体系。中国古代建筑受儒家思想影响,追求与大自然相协调,古建筑也以木结构为主,没有像西方建筑那样大量采用石材为建筑材料。而且中国古代涉及到的宗教建筑,香火鼎盛,因而翻修频繁。中国人对于建筑,讲究方正严整,建筑物以单体造型居多,古建筑规模一般建造一至二层建筑,不宜过大,并且以木构架为主。根据木材的材性,土木具有阴阳适中性能,适合居住。木结构构造灵活,拆卸方便,室内空间设计变换简易。作为古建筑承重构件的斗拱,造型优美独特,还有着装饰、隔震的作用,是中国古代建筑有的构件。如图1所示,斗拱主要由拱、翘、昂、垂、斗与升等组成,各部分尺寸设计精妙绝伦,给人一种神秘莫测的感觉。斗拱也是中国古代建筑等级的标志,越高等的建筑,其斗拱也越复杂越繁华。斗拱尺寸设计中比例2的使用较多,原因在于长宽比为2的矩形与一个长宽比为1的矩形相比,长宽比为2的视觉更为舒服,与此同时1:2是正方形边长和外切圆半径之比,从中国文化角度来看,这反映出天圆地方的概念。古建筑结构形式及模制抬梁式、穿斗式和井干式是中国古代木结构三种主要形式。其中抬梁式结构应用最为广泛,抬梁式结构适用于多种形式的建筑,既可以用于单层建筑,也可以用于多层建筑等。穿斗式建筑在南方民用建筑上用的较多,其特点是所需要的木材不必很硕大,在运输、加工方面较易进行。井干式建筑在工程中使用的不多,东北地区的树屋是一种典型的井干式建筑,其建筑形式较为原始,多使用原始木材堆砌而成。三种建筑形式既独立出现,又相辅相成,有时候彼此混搭,抬梁式和穿斗式结构形式混合比较多见。为节省建筑材料,增大室内使用空间,古建筑房屋一般用两端山面穿斗式,中间用抬梁式,这样可以充分利用抬梁式和穿斗式结构的优点,使得建筑发挥最佳效用。其它一些特殊构造也存在于古建之中,如生起、侧角、移柱、减柱等。生起和侧角增加结构体系的内聚力,提高结构整体力学性能,但生起和侧角施工过程比较繁琐。宋辽之际,古建筑减少部分内柱以增加建筑室内空间,这种方法称为减柱法。在保证整体结构稳定的情况下在原有柱网格局中减除一些柱子即为减柱,但结构这样的处理不稳定因素会增加,可见减柱法有利也有弊。古建模数制度主要有材分制、斗口制和柱径制。材分制中材是斗拱中木方或拱的断面,单拱用料的断面尺寸为一材,而斗口制即在有斗拱的建筑中,以斗拱的斗口作为模数,来衡量建筑的开间、进深以及梁、柱、斗拱等构件的大小,以上两种模数制度基本形式如表1和表2所示。斗口制起源于清朝时期,清工部将用材标准划分为十一个等级,斗口制比材分制更加标准化、模件化,让建筑生产变得更简单。而那些没有斗拱的小式建筑,无法采用斗口制和材分制,这种建筑以柱径为基本模数。先决定建筑物明间面阔,再定柱高,柱径,以柱径为依据对建筑物的木构件截面进行计算,这种方法称之为柱径制。

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