仿古建筑技术创新与产业化探索

仿古建筑技术创新与产业化探索
王瑞良;吕俊杰
【摘 要】仿古建筑通过运用现代结构和材料技术再现古代建筑式样,对弘扬中国传统文化具有积极的实践意义.介绍了在仿古建筑营造过程中,通过设计创新、施工创新,实现产业化生产,达到绿环保节能的功效,并结合BIM技术的应用,使传统营造技术得到传承与普及,为仿古建筑走出了一条产业化和可持续发展之路.
【期刊名称】《建筑施工》
【年(卷),期】2014(036)005
【总页数】3页(P603-605)
【关键词】仿古建筑;技术创新;施工工艺;产业化
【作 者】王瑞良;吕俊杰
【作者单位】高硅氧布陕西建工第七建设集团有限公司 宝鸡 721000;陕西建工第七建设集团有限公司 宝鸡 721000
【正文语种】中 文
【中图分类】TU745.4
0 引言
古建筑是指从先秦到19世纪中叶以前的建筑[1]。仿古建筑是仿照古代式样而运用现代结构和材料技术建造的建筑物,是中国建筑文化的传承与发扬[2],既体现了建筑的结构完美和时代特征,又彰显了民族文化特,对弘扬中国传统文化具有积极的实践意义。
大唐芙蓉园位于西安市曲江新区,建设于2003年,是典型的仿古建筑。设计选用钢筋混凝土结构形式,其中的斗、栱、升为唐式风格,采用陶粒混凝土材料,椽为方椽(没有飞椽),采用混凝土材料,屋面瓦为唐式灰陶瓦,建筑彩以褐、白、灰为主,整体古朴大方,雄弘大气,再显大唐神韵(图1、图2)。
图1 大唐芙蓉园仕女馆
镀镍钢带>生产企业原材料的订购与运输
卷帘纱窗图2 外檐剖面
1 仿古建筑的设计创新[3-7]
仿古建筑设计中的技术创新包含材料创新和技术创新。材料创新就是设计中将多种材料进行结合(如混凝土与型钢、普通混凝土与轻骨料混凝土),使用新型节能材料,材料来源更便捷、结构的安全性及耐久性更好。技术创新就是在仿古建筑设计中结构组合形式多样化,充分体现预制构件生产工厂化、现场组织施工装配化的优势。
1.1 仿古建筑设计思想创新
中国古建筑大多为木结构形式,由许多构件组合而成,木结构构件的加工带有工厂化生产的雏形,现场则集中进行构件的连接和组装,是标准的装配化生产。为此,我们在仿古建筑的设计时一定要把这种思想传承下来,为中国传统建筑文化的弘扬创出新路。在钢筋混凝土仿古建筑设计中,我们的总体思路为“预制与现浇结合”,即仿古建筑特征构件部分(如斗、栱、升、替木、椽子等)变换为装饰构件,采用钢筋混凝土预制形式,其他主体结构部分(如柱、墙、梁、板等)为结构承力构件,采用钢筋混凝土现浇的形式,二者之
间采取焊接或锚接的形式融为一体,同时具有防腐、防虫、防火等优点,大唐芙蓉园、大唐西市工程实践证明这种思路切实可行。
1.2 仿古建筑设计技术创新
仿古建筑在设计总体思路确定后,还应进行分部节点的细化创新,在确保结构安全合理的前提下实施设计优化,以便于操作和成型。在柱子设计时,独立的圆柱采取钢筋混凝土材料,并作为结构承力构件,柱头有“收分”时,有时钢筋混凝土无法满足结构承载力要求,柱头薄弱部位可以采用型钢混凝土形式(比如大唐芙蓉园仕女馆廊柱)。古建筑的斗栱体系分为柱头科、平身科、角科三种,当斗栱的材料采用混凝土后,这部分将不再是结构承力构件,变为装饰构件,宜采取预制拼装的形式,使预制的零散斗栱件通过焊接、连接浇筑成为整体。仿古建筑的椽采用钢筋混凝土材料预制后,与屋面板叠合现浇,成为悬挑结构承力构件。
仿古建筑的柱础不再承受柱上压力,仅保留石材的外观纹样效果,中间设一个按柱径大小凿出的孔洞,使钢筋混凝土柱身从中穿过。为了安装方便,一般做成2 块拼合的形式。有些砖墙(如丝缝墙)采取古建筑陶瓷面砖作为外饰面并进行勾缝处理,颜呈亚光青灰,
观感与传统青砖墙面非常相近。门窗采用铝合金材质(比如大唐芙蓉园、大唐西市的直棱门、直棱窗),只是在形式上和古物保持一致。在建筑材料的使用上,仿古建筑也可以大胆使用新型材料(如陶粒混凝土),如大唐芙蓉园仕女馆望春阁的檐椽、挑檐板、斗栱构件就采用陶粒混凝土,既降低了结构自重,又满足了结构承力要求及抗震性能。
2 仿古建筑施工创新
施工创新就是将现代施工技术与古代建筑艺术完美结合,把设计的意图再现出来,因此要科学管理、精细化操作,不断进行施工组织与施工技术研发。
2.1 仿古建筑施工组织创新
仿古建筑的施工不同于现代建筑,其要求施工人员既要懂得古建筑知识,又要能看懂施工图纸,还能进行建筑构件的分解和组装。为此就要组建若干实施小组(比如古建组、QC小组等)进行协同作业。在人员组成上不仅要有古建技师,还要有操作熟练的工人和专业技术人员,实现传统与现代相结合、现场操作与技术攻关创新相结合,团队分工协作,方能达到结果成优之目的。
2.2 仿古建筑施工技术创新
仿古建筑的施工技术创新在遵从设计 “预制与现浇结合” 的宗旨下,应根据本企业和施工现场实际情况,把每个部位的施工措施制定完善,做到切实可行,具体应从以下几方面去实施:
2.2.1 仿古建筑的柱施工
仿古建筑的柱分为方柱和圆柱,方柱一般采用常规方法施工,圆柱的模板选择应成为重点。对于附墙的半圆柱,若为非结构构件,可以采取二次浇筑成型的施工方法;若为结构构件,则采取一次浇筑成型的施工方法。对于独立的圆柱,可以采取定型钢模板、木模板、塑料模板等。在大唐芙蓉园的圆柱施工时,我们根据图纸设计,原计划准备选用定型钢模板,但通过市场调查,发现这种模板通用性不强,一次性投入太大,而选用塑料模板,当时西安市场根本没有设备和材料。最终选用木模板,采取30 mm×50 mm木条进行组拼,内衬薄铁皮,确保混凝土拆模后达到清水混凝土效果。在大唐西市圆柱施工时,圆柱模板选用了塑料模板(PVC塑料管改装的模板),在柱头“收分” 造型部位采取木条内衬法,既满足了圆柱造型要求,也经济合理、节能节材环保。
2.2.2 仿古建筑的斗栱施工
pvc文件袋仿古建筑的斗栱部分包含斗、栱、升、昂头等构件,其中的斗(又叫“栌斗”)位于圆柱顶端,它与圆柱一起采取混凝土现浇形式。栱是斗栱部分主要构件,对于同一建筑的栱欹杀相同,不同的是栱的尺寸长短不一,为此我们采取先长后短法和并列法相结合进行构件预制,使模板重复利用。即先进行长尺寸栱的构件预制,再改变挡板位置,进行短尺寸栱的构件预制,并排1~3 个进行同尺寸栱的构件预制,实践证明这种思路和方法是完全可行的。对于异形的栱构件(比如大唐芙蓉园仕女馆望春阁角科),采取特殊构件,单独制模,归类编号预制。
升不仅是斗栱部分主要构件,而且是斗栱部分数量最多的构件。升又分为一字升、十字升、平口升,应用最普遍、数量最多的是一字升。在构件预制时,先进行一字升预制,后改装模板进行十字升和平口升的预制,最后改装作为附墙升模板使用,因此升构件的预制模板必须选择可塑性强的材料,达到成型准确、多次周转使用。
在大唐芙蓉园施工时,我们对斗栱部分的模板材料进行调查对比,钢模板、玻璃钢模板、塑料模板这3 种模板不具备通用性,其费用比木模板要高得多,但全部采用木模板又不节
材,最后采用镜面板和木条相结合的模板,既加快了匠人制作模具的速度,又节约了木材,确保了构件脱模后达到清水混凝土效果。
2.2.3 仿古建筑的椽施工
仿古建筑的椽分为正身椽和翼角椽。正身椽的长度和断面尺寸为标准尺寸,加工预制没有难度;翼角椽的长度尺寸是随着椽的位置变化而变化,且椽的尾部断面尺寸也随着椽的位置不同而变化,因此预制难度相当大。在大唐芙蓉园施工时,我们采取了理论计算和现场模拟放样相结合的施工方法,对于翼角椽的长度和断面尺寸进行了科学控制。在现场翼角造型形成时,根据理论计算和现场模拟采取钢管钢筋造型硬架支模法,取得了良好的施工效果。在大唐西市施工时,对此方法又进行了细化整理,并成功申请了施工工法和实用专利。另外,预制椽之间的空当采取在椽与椽间架铺8~10 mm水泥压力板,既是模板又是面层,经济、实用。
2.2.4 仿古建筑的屋面施工
仿古建筑的屋面不再做泥背,而采用焦渣背,其优点是强度高、容重轻、易操作、易干透。
铺瓦用混合砂浆(水泥∶白灰∶砂子=1∶1∶4)取代传统的泥灰,使得基层、瓦件、粘结灰材料性能接近在瓦件加工时,板瓦底部设有挂灰瓦带,与铺瓦时的底灰结合挂住板瓦。在板瓦的铺设搭接时,适当减少板瓦的搭接尺寸,采用“压五露五”或“压四露六”,不仅使板瓦的坐灰面积加大,更能有效地粘结固定瓦件。在板瓦施工时,板瓦的大头朝上,瓦的挂灰带也设在上端,既可防止局部瓦片破损漏雨,又使板瓦与基层粘结面积增大,再加上“背瓦翅”粘结灰的阻力,对预防瓦件下滑是十分有利的。对于坡度较大的屋面,混凝土板设置Φ10 mm@1 000 mm钢筋露头,对上部的其他构造层拉结固定,防止滑移。对坡度大于50%的屋面或抗震要求高的屋面,全部的瓦件应固定,确保质量和安全。
全方位接触

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