Question

仿古建筑的结构类型有哪些？

越详细越好。谢

Answer 1

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。
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。
4 工程实例
4.1 工程概况
唐山兴国寺大雄宝殿位于唐山市内，宏伟、气势非凡的唐代建筑，共十一开间，为钢筋砼仿唐建筑，该殿为双层重檐仿古建筑，建筑面积1400m2，总高度25m，屋顶形式为庑殿顶，无铀光瓦铺盖，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。该建筑采用了钢筋混凝土仿木结构。
4.2 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，由于本软件自身没有考虑到斜板的作用，故同时用PMSAP进行分析，主受力框架用PK程序复核计算配筋。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。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18m。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，做了转换梁系，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，造型复杂，考虑到屋面板的举折模板铺设不好控制，我们采用控制板底标高的办法来控制高程。，对椽子采用预制椽子，上做砼现浇板的方法，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。同时在内廊采用配重板的设施，大大的减少了檐檩的扭矩。对其他屋面部分采用120厚的防水砼板，双向双层配筋，减少温度收缩的影响。
4.4 斗拱设计
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混凝土结构？这就值得探讨了，本工程斗拱系统全部采用现浇斗拱），斗拱在结构中为受力构件。这样很容易的实现了对4.3米的出檐的处理，同时也大大的减少的撩檐檩的断面高度，在角科斗拱的老角梁处理上，我们暗藏一根梁，同斗拱宽，这样也就实现了7.8米长梁的出挑。其中，现浇斗拱的做法，已经写成国家工法并得到批准。
关于结构计算的详细细节，我会在博客上给大家慢慢道来。主要是解决层的问题和位移的控制问题。同时对受力斗拱的再认识问题。当然，受力斗拱在唐以前的建筑比较适用，毕竟他的斗口大，容易实现这些。