现代园林仿古建筑结构设计研究分析

【关键词】现代仿古建筑；结构设计；大屋顶；斗拱；雀替 

　　仿古建筑研究应秉承艺术性、历史性和科学性相统一的原则，其作为古建筑的仿品和民族文化的载体，不仅仅反映着当时社会科技发展的综合水平，还映照着历史发展的足迹。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。 

　　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 

　　本工程各层外围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。 

　　参考文献： 

　　[1]王其均主编.中国建筑图解词典[M].北京：机械工业出版社，2006 

　　[2]田永复.中国仿古建筑设计[M].北京：化学工业出版社，2008