鋼筋混凝土在中式建筑中的應用

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摘要:從中式建筑的特點出發，針對不同體型的中式建筑豎向受力體系的布置，屋面結構中梁板設計的注意要點以及斗拱等構件的受力設計及施工工藝，對鋼筋混凝土結構在中式建筑的受力進行論述，并對建于山區的中式建筑的地基處理提出建議，總結出鋼筋混凝土應用于中式建筑的基本結構設計理念。

關鍵詞:中式建筑，抗震受力，豎向受力體系

1概述

以宮廷建筑為代表的中國古典建筑，氣勢恢弘、壯麗華貴，造型講究對稱，色彩講究對比，建筑材料以木材為主。中國的古建筑獨樹一幟，中國建筑之美在世界建筑史上是非常輝煌的篇章。即便在高速發展的當下，中式建筑因其鮮明的特征，越發在高樓林立中顯出其獨特的韻味，因此，現代建筑中，不論是公共建筑，還是私人宅邸，中式建筑仍然是重要的組成部分。

2中式建筑的抗震

傳統的中式建筑支撐受力體系以木結構為主，少量為磚石結構。以往采用木結構支撐體系，優點在于木材采集，運輸，加工，建造方面省工，省時，同時，木結構由于采用榫卯連接以及嚴謹的斗拱體系，是中國古建筑抗震能力的關鍵所在，如遇地震，在斗拱的起承轉合下，建筑體松而不散，如太極般以柔克剛，化解地震沖擊，這種連接即現在所說的柔性連接，相當于現在抗震所說的耗能構件，抗震性能好，但是明顯的缺點是怕火，怕潮濕及蟲蟻侵蝕。磚石結構的古建筑抗震性能是以剛克剛，抗拉性能差，抗震性能差。新式的中式建筑把現代的技術融入到古建設計中，采用有效的抗震體系，結合古建筑的造型，在高度，跨度方面相對于傳統的建筑有明顯的提高及加大。但是純粹的鋼筋混凝土結構并不能完整的實現原滋原味的中式建筑，需要在裝飾，飛檐等精巧部位有效結合木結構來實現。

3中式建筑的結構設計方面

3．1豎向抗側力體系

與所有的建筑一樣，功能不同，布局不同，受力體系是不同的。一般有三種:第一種是樓閣式塔;第二種是總高度不高，平面體型大的公共建筑;第三種就是多層民居，跨度小，層高低。對于樓閣式塔建筑，典型的結構特點是平面尺寸小，高度高，若沒有足夠的抗側力構件，很容易導致整體受力體系極柔，對抵抗地震極為不利，在地震力作用下，會出現變形過大，導致破壞。塔式結構高度高，普通的框架結構并不能抵抗水平力，需要注意兩點:1)根據建筑平面，尋找可以布置剪力墻的位置，并且關鍵要連成一個整體，以給建筑提供足夠的抗側力剛度。2)根據建筑立面，布置框架柱，即便框架柱可能由于立面造型不能在豎向連續布置，導致抗震能力減弱，也可以作為第二道防線以抵抗地震力的破壞。高度不高的公共建筑，如大型飯店，演藝中心，這類建筑雖然總高度不高，但是層數少，層高高，需要開闊的空間，這種建筑，從受力和經濟兩個方面分析，都不能采用框架結構，仍然需要設置剪力墻，采用框架—剪力墻結構。需要注意兩點:1)在建筑的四角和樓梯間，以及盡量靠近邊緣的位置，尋找連續的T型，L型的位置來布置剪力墻，萬不得已的時候，采用一字墻。2)結合建筑平面及立面布置框架柱，以受力盡量簡單直接為準。民居采用中式建筑，可選的材料多，現在大多是主體結構采用磚石結構，屋面或者采用現澆板，或者采用木屋面，在結構抗震方面，增加適當的圈梁和構造柱，以增加房屋的整體性。

3．2中式建筑的屋面

傳統的中式建筑屋面采用純木結構，利用斗拱，根據屋面的形狀，設置轉換梁，轉換柱，最終把荷載傳遞給柱子。現在小型的仿古建筑，仍然采用此種形式。大型的跨度大的古建，需要利用鋼筋混凝土的優點，設置折梁及折板，直接將荷載傳遞給豎向構件。但是古建筑中的梁板比普通建筑中要求精細，結構工程師需要與古建建筑師反復推敲，確定懸挑梁終止的位置及懸挑梁的端頭截面，例如，1)屋面飛檐處，此處中式建筑造型靈動，線條流暢，結構梁在此處須根據飛檐造型，進行變截面處理，且不能直接伸到飛檐邊緣，按造型終止于飛檐明顯變薄處，再利用混凝土板進行出挑。這樣后期再用木結構處理，從外觀上看，不會出現突兀的截面。2)屋脊處，普通的古建筑，屋脊處不會有大的造型，但對于塔，閣之類的建筑，最高處的塔剎造型高，此處都考慮做折梁，用以支撐塔剎，并且注意考慮此處折梁的水平推力。

3．3中式建筑的斗拱體系

傳統的中式建筑里的斗拱，是中式建筑上特有的構件，是由方形的斗、升、拱、翹、昂組成，斗拱在中國古建筑中起著十分重要的作用:1)承上啟下，傳遞荷載的作用。2)裝飾的作用。3)平衡穩定的作用。如今的建筑，受力傳遞簡單，不再利用斗拱傳力，僅做為裝飾構件使用。材料可以采用現澆混凝土，木結構，預制混凝土。1)若采用現澆混凝土制作，模板均需采用異性模板，造價高，與梁整體現澆，拆摸的時候第一不好拆，且不容易保持完整的外形，局部澆筑不到位。2)采用木結構和預制混凝土。提前做好，采用預埋件焊接到位，簡潔且施工速度快。

4地基基礎處理

建造于山區的中式建筑，建筑跟著地勢走，與周圍環境融于一體。例如塔式建筑，這樣的建筑在使用過程中一般是不拆除的，故進行地基處理時，按永久建筑考慮。山區地區的建筑地基會存在巖石，或者一半巖石一半土層，或是巖石，建議直接做墩基礎，或是一半巖石一半土層，或是高聳建筑，建議做灌注樁。同時對于建筑周邊地勢，建議不采用大開挖的形式處理山體，以防出現人為造成的不穩定邊坡。對于一般地區的建筑，按常規地基處理即可。

5結語

中式建筑，無論前期如何推敲，在后期的實現過程中，仍然需要優秀的匠人參與，優秀的古建建造師可以讓建筑得到最大限度的效果體現，設計與施工的有效結合，在中式建筑中要求更加嚴格，任何一座建筑的完美實現，都需要在各個階段進行詳細對接。中式建筑作為世界建筑史的重要組成部分，在當前中國社會城市化建筑大發展時期，不論采用何種材質，建筑的歷史文化特點是最寶貴的，保持不同地域，不同風格的中式建筑，共同傳承中華優秀文化，是工程人義不容辭的責任。

參考文獻:

［1］GB50011—2010，建筑抗震設計規范(2016年版)［S］．

作者：張亮彬 單位：山西省建筑設計研究院