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)。

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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。

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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。

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投稿会员：巧克力布丁