浅析典型钢筋混凝土仿古建筑屋盖的结构设计.doc

浅析典型钢筋混凝土仿古建筑屋盖的结构设计史旭明摘要：随着社会的不断发展，在我国内出现了很多使用钢筋混凝土结构来取代木结构的仿古建筑，而对于我国的古建筑来说，由于其具有独特的结构设计和布置，因此在以钢筋混凝土为主体结构的仿古建筑中，对古建筑的精华进行有效的吸收运用，使现代建筑在经济上具有更高的科学性和合理性。关键词：钢筋混凝土；仿古建筑；建筑结构；仿古屋盖随着社会主义市场经济的不断发展，建筑行业的发展步伐也在不断加快，再加上人们的生活水平在不断的提高，使得人们对建筑风格提出了更高的要求。由于我国古建筑在其结构设计和布置上拥有一定的独特性，其已成为了一个具有成熟性的建筑体系。但是古建筑的结构存在一定的缺点，因此应用新技术、新材料，尤其是运用钢筋混凝土来取代木结构，使我国的古建筑文化得以传承和发扬。因此对钢筋混凝土仿古建筑屋盖结构进行合理的设计，使现代建筑具有合理的经济性。一、仿古建筑屋盖结构设计的概述（一）仿古建筑屋盖结构设计的特征对于仿古建筑屋盖结构设计来说，其在一定程度上对现代建筑具有指导性的作用：从仿唐屋盖来看，其主要的特点是以直线作为缓坡，具有一定的庄重性和大方性，显得气势磅礴；而对于明、清屋盖来说，其屋面则具有边坡性，具有飞檐翘角的主要特点，显得高贵华丽。通常情况下，明、清建筑的屋面曲线主要具有变坡性，分为五举、六五举、八五举等制式。对于仿古建筑屋面来说，其所拥有的荷载性相对来说比较大，通常会在7.0kN/m2之上，而在进行计算的时候，则是要以建筑需要使用的材料和构造的方法作为标准来进行计算。（二）仿古建筑屋面的基本结构式样从古建筑的屋面来看，其所拥有的结构式样相对来说比较丰富，因此对于仿古建筑屋面来说，可以根据古建筑的基本结构式样来进行。通常情况下，古建筑屋面的基本结构式样主要包括了歇山屋顶、庑殿屋顶和攒尖屋顶等三种。1. 歇山屋顶。歇山屋顶又被称之为“九脊殿”，而对于歇山两边拥有的坡面可以称之为“撒头”，山尖部分则称之为“小红山”。2. 庑殿屋顶。对于庑殿来说，其属于四坡顶，在其前后两边的坡面称之为“撒头”，而对于庑殿顶来说又称之为“四阿顶”，即“五脊殿”。3. 攒尖屋顶。对于攒尖屋顶来说，其所具有的独特特点就是不管是有多少个坡面，到最后都会“攒”在一起，从而使得所有的坡面都在顶部进行交汇，使其汇于一处。二、仿古建筑屋盖结构设计的要求（一）对屋面造型的要求由于屋面具有明显性的变化，因此在屋面造型具有较高的要求，因此在设计的时候，其对于结构体系通常都会使用举架、步架两种方法来处理。通过对结构体系进行合理化的处理，能够使屋面所具有的坡面往上逐渐的显得陡峻，往下则显得平缓，从而以此来使曲线显得更加的优美，突出出檐深远的特点，使我国的古代建筑独有的造型特点得到具体展现。（二）对模数和构件的要求为了确保各个部分的受力构件具有严格的规格，因此这就要求各构件的规格要符合古典建筑的模数要求，也就是说要对古典建筑对具有的模数、构件等要求得到满足，在传力体系上的构成上，尤其是对各个构件上具有的尺度以及形状、体形等要完全根据古代建筑中木结构的柱、梁、檩和枋等做法进行仿照。（三）对独特装饰构件的要求在古代建筑中所具有的结构构件，在一定程度上来说，在装饰上具有其独特的作用，最有代表性的装饰结构就是斗拱以及雀替。下文将对斗拱和雀替进行相应的介绍。三、典型钢筋混凝土仿古建筑屋盖的结构设计（一）仿古建筑屋盖的结构体系模型通常情况下，仿古建筑无盖的结构体系模型是通过运用结构力学和板壳理论有效结合，具有较高的承载力和较大的空间刚度，其模型主要包括天沟人字拱、屋面板、十字脊梁等几种。1. 天沟人字拱。天沟人字拱指的是顺着屋面产生的对角线进行正交布置，以此中心点，与十字脊梁出现的相交点为拱顶，将拱底铰和环梁铰进行连接，使得环梁成为拱的水平线拉杆。由于天沟人字拱主要对两边的屋面板产生的部分荷重、自重以及在拱顶处从十字脊梁传递的集中力进行承受，除了集中力之外，其余的荷载都基本上可以说是得到均匀的分布。2. 屋面板。屋面板指的是八块具有三角形形态的、在柱面上有些弯曲的微弯板。而由于其四周所连接的构件进行镶嵌和稳固的作用性比较弱，再加上其具有的曲率比较小，可以将其按照平板来进行计算。对于微弯板的取板要求，其在水平投影上可以看得出是属于等腰三角板，因此可以通过借助已经得出的结果来对板的内力以及位移来进行推算。3. 十字脊梁。十字脊梁主要是将两个连续梁进行正交，在其中间对天沟人字拱的拱顶进行支撑，而其两边的简支则是在边缘对两侧板所拥有的荷载和自重进行承受，其在荷载方面基本上也是属于均匀分布的。由于此两根交梁是相互为其进行支撑的，具有一定的弹性，因此为了便于进行计算，可以分别进行分析。（二）仿古建筑屋盖的主要结构设计在仿古建筑屋盖中，除了屋面这主要结构之外，还拥有具有装饰作用的结构构件，在装饰结构构件中，斗拱和雀替是最具代表性的。1. 斗拱。在斗拱中具有方形形状底座的称之为斗，而在上面得到错落搭建的具有船形木块的称之为拱，在古建筑中，斗拱主要处于木结构的梁与柱子之间，具有一定的抗震性和装饰性。而在仿古建筑中，以钢筋混凝土为主体结构，其在装饰方面上通常也会采用斗拱的方式。2. 雀替。雀替主要存在于檐枋和檐柱之间产生的相交处，其形状类似于三角形，在其表面上拥有雕刻式的装饰构件，对梁枋之间产生的净跨距离得到有效缩短，其在一定程度上来说，具有辅助性、拉结性和装饰性的作用。另外，对于斗拱、雀替的应用材料需要根据仿古建筑屋盖的实际情况来进行，必须明确其在主体结构上所起的作用是装饰，在受力性能方面上不进行考虑，确保整个仿古建筑结构具有统一性。（三）仿古建筑屋盖结构设计注意要点对典型钢筋混凝土仿古建筑屋盖的结构设计来说，在进行设计时需要注意的要点包括了以下几点：1. 在进行计算的时候，需要严格的按照框架来计算，按照要求来说，对于顶层的层高数值进行选择，则需要选择在屋尖的1/2处作为柱顶的标准高度。2. 在进行框架结构选择的时候，通常可以是在檐口的标准高度之下得到框架，因此，这就需要严格的根据框架结构所具有的技术要求和条件来进行设计，并且还要充分的符合变形及稳定的要求。3. 当仿古建筑的屋顶屋面是属于局部性的时候，那么这时需要考虑在地震区域可能产生的高振，并且要考虑到其对屋顶产生的影响。总结：综上所述，在社会主义市场经济改革不断深化的影响下，我国建筑行业的发展步伐得到了不断的加快，为了能够使现代建筑具有更好的经济性，而在我国的古建筑中，由于其在结构上会根据受力构件的特点进行设计，因此能够取得较高的经济效益。对于钢筋混凝土仿古建筑屋盖结构来说，其将我国的古代建筑的传统工艺与现代施工技术进行有效的结合，并且在设计中应用到新材料，使得现代仿古建筑在一定程度上显得更加的灵活，促进了现代建筑的发展。参考文献：1龚杰.古建筑结构设计技术及其实例探讨J.科技与企业，2014（08）.2李元.歇山屋顶