仿古建筑钢-木组合结构构架创新施工技术的研究与应用.pdf

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仿古建筑,创新管理,应用,施工技术,钢-木组合结构,仿古建筑钢-木组合结构构架创新施工技术的研究与应用.pdf

[摘要]针对钢-木组合结构构架仿唐塔式建筑这一新兴的结构体系,如何既能保证结构安全又能体现建筑风格是个值得研究的课题。通过对钢、木构架体系的理论分析以及钢-木组合结构与木结构构造的对比分析,给出了节点深化设计要求、工艺流程与控制要点。通过实施表明,这种工艺分解与细化要求,在满足结构安全的同时,达到了建筑艺术形制的要求。[关键词]仿古建筑;钢-木组合结构;创新管理施工技术应用

1工程与技术研究概况
某博物馆舍利塔为1座四角仿唐攒尖式佛塔,由基座和塔身两部分组成。整体建筑呈正方形,基座长29m,宽29m,塔身外观7层七檐,内为地下3层,地上14层(七明七暗),总建筑面积5489.34m2,建筑高度95m。主体骨架为钢柱、钢梁、现浇混凝土楼层板构成的钢结构框架,体现古建筑特点的斗供部分为木构件,露明的柱、梁枋等钢结构构件部位,全部用木板包裹,木构件表面做油饰处理。
舍利塔工程斗栱的运用完全采用唐代形制,斗栱用料为木材,与主体钢结构采用组合连接固定,钢梁、钢柱等外露钢构件、钢节点采用木板组合包装成枋、檩、柱头的仿古构件形式。工程设计及深化设计将整体建筑与佛教文化有机结合,体现现代与传统的相互融合,传承了唐代建筑艺术规模宏大、气势雄伟的精髓。
2钢、木构架体系的理论分析
2.1古建筑木构架的形成和作用
中国古代建筑以木构架为主,是最早的框架结构体系;木构架所采用的方法,是在4根立柱的上端,用两横梁两横枋周围牵制成一“间架”,再在两梁之上架起层叠的梁架以支横桁:桁通一的左右两端,从梁架顶上脊瓜柱上,逐级降落,至前后枋上为止。桁上钉椽,排比并列,以承望板;望板以上始铺瓦作,这是“构架制”的最简单说法。屋顶上的荷载通过椽、檩、梁等构件逐级传给立柱,再由立柱传到基础上:墙并不承重,只起围护和分割空间的作用(见图1)。

(略)

3技术研究主要内容
在项目立项时,查阅国内仿古建筑施工领域,在仿古建筑钢-木组合结构构架施工技术方面,没有同类型工程的施工经验可以借鉴。经过对舍利塔工程钢-木组合结构构架的建筑构造和结构受力状态分析研究,确定了以下技术性能指标。
1)柱头斗供处钢斜撑、钢檐檩、钢椽与柱组成的空间三角支撑体系,结构受力的安全性、耐久性和整体的稳定性在理论状态分析中的科学合理性。
2)三角支撑体系与斗烘木构件连接在实际操作中位置的控制,保证连接的合理与牢固。
3)对斗栱节点部位的细部尺寸深化设计,准确表现唐代斗栱的构造形制。
4)完善建筑构造,将外露的钢结构或节点经过修饰处理后,完整地体现古建筑风貌。

(略)

4方案研究及确定
4.1技术研究思路的突破
在我国,古建筑的设计和施工基本上是基于一种“预制”和“装配”式的工艺观念而来的。中国古代的建筑工程之所以能够迅速完成,除了有良好的施工组织设计之外,“预制”和“装配”的建筑方法也是其中一个重要的原因,建筑设计之所以走向定型化,主要是配合施工中的“预制”和“装配”要求。而木构架梁柱及斗栱节点的构造是十分精巧和复杂的,互相之间的尺寸大小必须完全吻合,这种复杂的构造无法在高空中加工,必须在地面上制作无误后才能准确地装嵌进去。因此,中国古代建筑的营造技术为技术研究提供2点依据:①钢-木组合结构与木结构同属“构架制”的原理,钢材与木材同样具有易加工、可塑性好的特点,“预制”和“装配”的理念是可采取的;②构造必须计算准确无误,制作精确,方可实现两种材料的完美结合。
4.2技术研究过程
4.2.1选取结构研究节点
首先选取舍利塔工程中1层外檐柱头斗栱为研究对象,按照图纸斗栱的剖面尺寸,将钢斜撑和斗栱节点按1:1在平面上放样,通过对比钢结构与木构件的连接细部,解决以下问题。

(略)

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