仿古建筑结构设计范例(3篇)

时间:2024-03-15

仿古建筑结构设计范文篇1

【关键词】现代施工技术;仿古建筑;应用

一、建筑框架结构形式

当前在我国的建筑框架结构中,最为常见的就是钢筋混凝土形式。钢筋混凝土结构具备较好的强度以及稳定性。因此在进行仿古建筑建设的时候,也可以充分运用混凝土结构形式,并对原有的仿木结构进行必要的改造,进而实现理想的建筑结构效果。因此在进行钢筋混凝土框架结构的施工过程中,应灵活运用混凝土框架的结构,可以依照传统的古建筑形式进行混凝土的浇筑。同时对于钢筋混凝土框架结构面层的处理时,还应该注意对其面层进行仿木花纹的装饰,不仅能够真实再现仿古建筑,延续其原有的风格,还可以通过该结构实现对整个建筑力学性能的提高,增强建筑的强度以及抗震性能。钢筋混凝土技术在仿古建筑中的具体应用

当在进行钢筋混凝土仿古建筑的设计时,首先,要对传统的木结构建筑有深入了解。仿古建筑首先要求的是形似,而且还要求神似。因此,对仿古建筑施工技术、建造艺术会提出更高的要求,不然,建造出来的建筑物就会与要求的标准相差很远。以前的木构建筑一般是用木材作为原材料进行设计的,而在进行钢筋混凝土的仿古建筑,却是以钢筋混凝土的柱梁来作为主要支撑部分。以往在进行传统木构建筑施工时,是先把柱、梁、枋、檩等木构件进行相关的加工,加工之后的木构件成为一个个独立的个体,接着再把这些独立的个体组装起来;而钢筋混凝土仿古建筑,则是先进行捆绑钢筋,再进行支模,最后再对混凝土进行浇筑。以前的木构建筑对传统建筑施工技术进行参考并做进一步的借鉴,而钢筋混凝土借鉴的只是仿古建筑的外型,对于内部构造、抗震能力等方面的计算,则一样要与现代钢筋混凝土结构理论相符合,并且要符合现代设计的规范要求。

(一)淼纳杓萍笆┕

所谓的恚是由弓形的肘木与斗形的木块进行纵横交错叠构起来的,硎粲谖夜传统的木结构建筑中所采用的一种支撑构件,是介于柱头与梁架之间的构件,这样的构件不仅起到承重的作用,同时也起着美化的作用。砗椭头、额枋,主要是通过大来进行力的传输,由大向柱头传输力。一般来说,硐嗷ブ间会有垫戆澹但是垫戆宓暮穸戎挥2-3cm左右,因此,根本没办法承受负荷,而只是起到分隔空间的作用。在进行钢筋混凝土仿古建筑时,完全按照木构建筑的这种结构形式来进行是行不通的。因此,为了保证上下架能够牢固,并且能够达到混凝土结构的标准,要在持力部位稍做变化,可以采用柱轴线垫板来进行受力,然后把垫戆褰行加厚,厚度要达到结构上的要求,并将垫戆搴驼心枋、正心拱、正心檩等各个分件叠构成一个整体。当进行这样的改变之后,

砭臀扌杵鸪兄氐淖饔昧耍而变成起美化的效果,单纯起着装饰的作用。这样,可以以正心作为临界点,把斫行分开,分成外面和里面。同时,由于聿辉俳行载力,因此,可以采用混凝土或者其他的材料来进行施工,然后在垫戆迳厦姘颜庑┎牧瞎潭ㄏ吕础

(二)柱子的收溜以及侧脚

在以前的建筑中,柱子一般都会有收溜以及侧脚,后人在进行仿古建筑相关设计时,对这个已没有硬性的规定,也就是没有强制的要求。对于木结构建筑来说,做收溜和侧脚是很方便的一件事,而对于钢筋混凝土建筑则不同了,会带来很大麻烦。在做收溜时,要求柱子的直径上面小下面大,这就要求在开始进行模板安装时,直到对钢筋的捆绑,都要对这方面进行考虑;同时,还要求做侧脚时,外圈的柱头要向里面稍做倾斜,这样在进行施工时会更加繁琐。当然,更重要的还在于对于混凝土仿古建筑来说,做不做收溜侧脚,建筑物的外型和结构都不

会有什么影响,因此,钢筋混凝土仿古建筑要不要做收溜和侧脚,可以根据个人的实际情况来进行。

(三)楼板、屋面

在对仿古建筑的楼板以及屋面进行设计以及施工的时候,需要注意的是采用钢筋混凝土进行主题架构的设计,不仅仅要提高整个仿古结构的强度和稳定性,还应该实现梁板之间的很好结合。同样,在施工的时候,还应该注意多好面层的仿古木结构处理。混凝土结构的楼板以及屋面板可以依据常规的钢筋混凝土,采用肋梁式的平板结构。如果是需要做露明屋架的部分,则最好采用木结构屋架,如果采用混凝土则应该安装仿木的构件进行制作。混凝土则可以采用装配整体式的叠合梁板形式,尤其是针对椽部分,更适宜采用该方法。更简单的方式就是采用平板式的结构,并且用膨胀螺栓固定木制椽条或梁、枋。如果屋顶的折板面在整体形成一定的弧度的时候,则可以改用掺粉煤灰、膨胀珍珠岩等强度比较好的轻骨料混凝土整形,挂琉璃瓦或筒板瓦也改用混合砂浆粘结。

近年来,在屋面的处理方面,曾经采用在望板上面刷防水的油膏,铺设2层油毡等措施。但是效果甚微,许多仿古建筑建成后没几年就开始漏雨。为了解决以上问题,施工技术人员就应该积极吸取古代重要建筑屋面采用锡背防漏的做法以及制造水泥船薄壳混凝土工艺,并且用钢筋网混凝土背带代替锡背,从而增加屋面的刚度以及防渗性能。具体的做法如下:在屋面的望板上做完护板灰之后,用4@200双向钢筋网平铺,并且用扎丝将网片的中间捆扎起来,然后将C25细石混凝土平铺,抹平压实,钢板网应随压随提至混凝土层的中间,混凝土层的厚度应控制在4cm以内。细石混凝土中可以适当的掺入防水粉,从而提高混凝土层的防水性能,钢筋混凝土随捣随抹,等待12h之后开始进行养护,5d后可刷冷底子油。屋面钢筋混凝土工艺,是在保证中式建筑艺术风格和降低工程造价的前提下,利用刚性防水材料将屋面瓦作与屋面木基层分隔,来解决屋面漏雨问题,实践证明是行之有效的。

(四)梁架

在古建筑屋顶部分的梁架位置,主要有露明造和非露明造2种,如果是露明造,梁架檩木需要细加工,并且依据仿古的年代做好油饰彩绘。非露明造的,则需要做藻井天花,天花以上的梁架檩木可以粗做,且不需要进行油饰彩绘。在现代混凝土的仿古建筑施工过程中,如果是露明造者,需要依据古建形制,仿做出梁架檩木以及椽望板,但是施工的难度比较大。如果是非露明造,则上部的梁架檩木的设计就可以进行简化,而且可以采用满足结构安全性能要求的各种构造形式。古建筑结构中滚楞是木构建筑的重要特点之一,因此采用混凝土仿古建筑施工中,也需要做出滚楞,主要就是在浇筑完梁枋之后用切割机将四边各切去一个角,然后在打磨平整和光滑。

(五)表面装饰

用混凝土进行仿木结构施工的时候,需要对混凝土仿木结构的表面涂刷油漆。涂刷油漆的目的是用以装饰而并非保护。在进行混凝土上刷油漆时需要注意施工工艺,应该在混凝土的梁以及柱上面蒙上粗麻布,然后再做底灰,最后做油漆。否则混凝土上涂刷的油漆容易出现大面积剥落现象。

总之,为了实现仿古建筑的真实再现、美观性以及结构性能,就必充分利用现代施工技术,将混凝土结构融入到仿古建筑建设中去。具体在使用现代施工技术的时候,还应该依据仿古建筑的地理位置、使用功能以及结构特点等,选择合适的施工方法,进而确保仿古建筑的外在美观性以及施工质量。

【参考文献】

仿古建筑结构设计范文

关键词古(仿古)建筑;雷电防护;防雷设计

中图分类号TU2文献标识码A文章编号1674-6708(2011)47-0173-02

0引言

为努力建设文化大县和在全国群众文化先进县中舞好传统文化的龙头,浦北县县委、县政府决定通过各种方式筹集资金建设浦北县城文昌塔。整个项目由某古建园林工程设计有限公司设计,然而他们并非专业防雷设计单位,对防雷接地设计较为随意,没有针对性、可操作性差,因此,我公司针对项目仿古建筑物的特点派专业技术人员进行实地勘察,有针对性地对浦北县城文昌塔仿古建筑物进行了雷电防护设计并对工程进行了实施。

浦北县文昌塔仿古建筑物为观光塔,是全国的第五座文昌塔,但其规格最高、规模最大、艺术水平最高的文昌塔。塔共9层,结构高度为48.88m,结构体系为混凝土框架结构。与现代建筑物相比,仿古建筑物外形结构复杂,防雷装置安装不容易。

1文昌塔仿古建筑物防雷类别的确定

根据规范“古建筑的防雷,根据其文物价值与雷害后果分为三类:第一类:部级重点保护的古建筑。第二类:省、自治区、直辖市保护的古建筑;第三类:其它古建筑”及“古建筑防雷装置的选择与构造要求,对一类古建筑,应专门研究;对二类古建筑,应按第一类民用建筑考虑;对三类古建筑,应按第二类民用建筑考虑”,浦北县文昌塔仿古建筑物为三类古建筑物,其防雷等级按二类防雷建筑物考虑。

2文昌塔仿古建筑物防雷措施

目前古(仿古)建筑物设计主要采用的技术标准有《建筑物防雷设计规范》GB50057-1994(2000)及《古建筑木结构维护与加固技术规范》GB50165。在进行防雷设计时应该根据建筑物所处环境,气象地理条件对多方面的因素进行综合考虑,防雷设计是一个整体的概念,既包括建筑物本身,又包括建筑物内部的设备及人员,以及建筑物周围的环境及树木。其防护效果直接关系到整个区域的安全,如处理不当,很可能造成火灾,甚至人生安全。针对文昌塔的防雷要求,我们分别从现代防雷技术的三个方面外部防雷保护、内部防雷保护和LEMP防护进行设计和施工。

2.1外部防雷保护

外部防雷主要是指防护建筑物及室外设施免受直击雷的危害所采用的外部防雷装置,主要有接闪器,引下线和接地装置三部分,其主要作用是由接闪器接闪雷电通过引下线引流到接地装置,并能过接地装置将雷电流散流到大地中去。

2.1.1避雷针、避雷带的装设

由于文昌塔有她独特的建筑风格及建筑美学,所以在屋顶的避雷针及各层的避雷带必须与文昌塔浑然一体。

避雷针:利用塔顶的金属宝顶(金属层厚度大于4mm)作为避雷针,安装在文昌塔的塔顶、金属宝顶底座采用Ф12热镀锌圆钢与3根引下线柱结构钢筋可靠焊接作为接闪器泄流通道。

避雷带:在文昌塔的塔顶,采取Ф12热镀锌圆钢沿琉璃瓦轮廓弯曲敷设,形成环形避雷带。避雷带,支撑卡明设(各支架采取防水措施,孔内空隙用高标水泥浆填实到孔口,在孔口封灌防水胶);避雷带必须与3根引下线柱结构钢筋焊接;

2.1.2引下线的装设

引下线是雷电流的通路,根据分流原理,引下线数量越多,每根引下线所通过的雷电流就越小,这样一来就可以减少雷电反击及二次雷电的危害,因此应尽可能多的设置引下线。对于二类防雷建筑物引下线不大于18m的要求,塔半径为8m,应该设置3根避雷针引下线,引下线沿塔均匀布置;利用塔楼外侧3大结构柱内的2根Ф16mm以上规格主钢筋作为雷电泄流引下线,通长焊接,并在各层平台上用Ф12mm的热镀锌圆钢从2根Ф16mm柱主筋焊出预留点,供各层避雷带接地用,同时在一层外侧的引下线在距地500mm处预留测试板或盒。

2.1.3接地体的布置

根据浦北县文昌塔《岩土工程勘察报告》,文昌塔所建场地自上而下主要由平均厚度0.48m的素填土,主要成份粘性土和较多砾砂颗粒;平均厚度13.92m的砂质粘性土,主要成份粘性土和含较多石英粗砾砂颗粒;平均厚度7.12m强风化花岗岩组成;采用文纳四极法测出视土壤电阻率高达2500Ω・m,土壤电阻率较高。而某古建园林工程设计有限公司设计“要求接地电阻不大于1欧姆,实测不满足要求时,增设人工接地极”。这一设计对于技术经济来说十分不合理。众所周知,接地装置的接地电阻主要由接地体的几何尺寸和土壤电阻率确定,对降低文昌塔的接地电阻,我们采取了如下措施与方法:

1)充分利用建筑物自然接地体,将混泥土基础钢筋通长焊接并采用40×4热镀锌扁钢引出四个点与人工接地体连接,这在技术上是容易实现的,而且节约钢材;

2)深井接地措施,在水平接地体四周增设垂直接地极是降低接地电阻的有效方法之一,因此在水平地网四周增设4口30m的深井接地极,作为降低电阻值的主要措施;

3)施放接地降阻剂,根据计算垂直接地体接地电阻的公式知道,当使用降阻剂后,相当于增加了导体的直径,从而使接地电阻减小,达到降低接地电阻的目的。R接地电阻,为土壤电阻率,L为接地体长度,r为接地体等效半径。

2.1.4侧击雷与球雷的防护

古建筑物防侧击雷,要根据所在地地理位置来决定。对于周围空旷,或建在山区的古建筑物应根据实际情况确定,确实需要的可以每隔6m沿建筑物四周设置圈式防雷均压带,并使均压带和建筑物四周的所有金属物均与防雷接地可靠连接。防球雷的最好措施是安装金属屏蔽网并可靠接地,最低要求是把建筑物的所有门窗都装上玻璃,使其没有孔洞,以防球雷沿孔洞钻进室内。此外,还应注意附近高大树木引来的球雷,要考虑树木与建筑物的安全距离。

文昌塔建立在文昌公园的至高点,塔高9层,结构高度为48.88m,属于独立的仿古高塔,塔身的上部应有防侧击的措施。除顶层装避雷带外,为防侧击雷在各层檐安装避雷带。如图2所示,采取Ф12热镀锌圆钢沿各层琉璃瓦轮廓弯曲敷设,在塔楼各层屋面形成环形避雷带,避雷带,支卡明设(各支架采取防水措施,孔内空隙用高标水泥浆填实到孔口,在孔口封灌防水胶);在不同标高将防侧击雷的避雷带与从结构钢筋焊接引出的Ф12热镀锌圆钢焊接。文昌塔四周5m内无高大树木。不存在雷击树木对文昌塔的反击问题。

2.2内部防雷措施

内部防雷装置的作用是减少建筑物内的雷电流和所产生的电磁感应以及防止反击、接触电压、跨步电压等二次雷害。为达到此目的所采用的设施均为内部防雷装置,它包括等电位连接、屏蔽、加装避雷器以及合理布线和良好接地等措施。针对文昌塔主要如下措施:

1)等电位联结:在电源进线配电室处间设置总等电位联结端子板MEB。将设备机壳、电源PE线、电涌保护器的接地线、较大的金属物以及从LPZOA区进入LPZO1区的各类金属管就近连接到端子或等电位连接线上,楼梯金属扶手、等电位连接端子采用-40×4镀锌扁钢与防雷接地装置连接;

2)屏蔽:对进入文昌塔的电源线、信号线等穿钢管直接埋地引入,其埋地长度不应小于15m。在低压电源架空电缆埋地前,应安装符合Ⅰ级分类试验的电涌保护器。信号线在室内进入设备端安装适配的信号电涌保护器;

3)防接触电压危害:每条引下线,在地面以上1.8米加装绝缘套管,以防止接触电压对人员的伤害;

4)防跨步电压:在地面下,围绕建筑物四周做闭合环形接地体,在该接地体包围的地面上电位基本均衡,防止了雷电流入地后产生的跨步电压对人员的伤害。引下线与接地体间的接地引线、接地体的敷设,要符合GB50057-94第4.3.5条的规定。

3检测

为更好的做好防雷安全保护工作,应建立定期技术检测制度,发现问题及时整改、解决;实施避雷设施跟踪技术检测,每年至少检修一次,以防人为和非人为因素破坏。

4结论

现代防雷技术强调的是全方位防护,综合治理、层层设防,把防雷看作一个系统工程。文物古建筑是国家重要和珍贵的文化遗产,具有不可复原性,古建筑的防雷安全工作并非小事。因此,避雷设施建设应是文物保护基本建设的项目。全社会都应当增强古建筑雷电灾害忧患意识,切实做好古文物建筑的防雷安全保护工作。

参考文献

[1]纪天斌主编.故宫消防.紫禁城出版社,2005.

[2]古旧建筑防雷设计与施工技术方法.

[3]石拥军,等.古建筑物防雷略论,2004.

[4]建筑物防雷设计规范GB50057-94(2000版).

仿古建筑结构设计范文

关键词仿古建筑;设计;轴线;园林

中图分类号TU986.4文献标识码A文章编号1673-9671-(2010)032-0199-01

中国具有悠久且独具特色的建筑体系,以土、木为主要结构材质的中国传统建筑不论结构方式还是整体造型与西方都有着巨大差异,现代建筑起源于西方,于是中国在迅猛的城市化进程中逐渐丧失了自己的建筑特色,当你置身于上海、北京、香港时,但从建筑物来看,你几乎不知道这些地方和纽约、东京有何区别。随着近年国学热的出现,人们对传统文化进行了重新的审视,古代各个方面的思想和理论再一次对现代生活形成了巨大影响,在这样的背景之下,仿古建筑凭借其独特的魅力得到了人们的重新审视,仿古建筑不单单是使得我们建筑形式多样化,更重要的是能体现出中国文化的特色,所以仿古建筑设计逐渐成为了当下整个建筑领域关注和研究的热点。

仿古建筑的设计并没有一个严格而系统的规定,因为它本身只是一种设计理念而不是一种单独分类的建筑形式,所以在设计中基本还是遵循普通设计的基本理论,并结合仿古建筑的自身特点,一般来说,可以从以下一些方面入手。

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――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(图1)。

图1南充北湖公园

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。如四川某市根据民间传说修建的玉香楼便是采用了这一模式(图2)。整个设计明显地分为两个四合院落,而在各个院落中设计布置了大殿、牌坊、亭台等元素,整个设计方案显示十分大气而又不散乱。

图2玉香楼设计示意图

2)加强仿古元素与现代元素的融合。仿古建筑毕竟不是古代建筑,古代建筑在现代使用有很大的局限性,所以现在很多的仿古建筑实际是在现代建筑中加载仿古元素,北京西站便是这方面的例子。北京西站完全是现代建筑,但是去独具匠心的对建筑的屋顶采用了中国传统的琉璃瓦和亭台处理,于是使得北京西站成为了现代元素和仿古元素完美融合的典型事例(图3)。

图3雄伟的北京西站

与此同时,也可以在装饰装修中加入仿古元素,采用雕花、镂空、厅堂布局等形式来体现仿古形式,同时又具备了现代装饰的奢华,视觉效果十分震撼。

3)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。另一方面,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(图5)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(图6)。

图6古色古香的传统装饰

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。

参考文献

[1]叶小明.仿古元素在现代建筑的运用[J].教育与职业,2007,7.

[2]程宜康.仿古建筑的探索及思考[J].筑韵,2006,9.

[3]管平.仿古建筑漫谈[J].建筑世界,2009,10.

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