淺析典型鋼筋混凝土仿古建筑屋蓋的結構設計

摘要：隨著社會的不斷發展，在我國內出現了很多使用鋼筋混凝土結構來取代木結構的仿古建筑，而對于我國的古建筑來說，由于其具有獨特的結構設計和布置，因此在以鋼筋混凝土為主體結構的仿古建筑中，對古建筑的精華進行有效的吸收運用，使現代建筑在經濟上具有更高的科學性和合理性。

關鍵詞：鋼筋混凝土;仿古建筑;建筑結構;仿古屋蓋

隨著社會主義市場經濟的不斷發展，建筑行業的發展步伐也在不斷加快，再加上人們的生活水平在不斷的提高，使得人們對建筑風格提出了更高的要求。由于我國古建筑在其結構設計和布置上擁有一定的獨特性，其已成為了一個具有成熟性的建筑體系。但是古建筑的結構存在一定的缺點，因此應用新技術、新材料，尤其是運用鋼筋混凝土來取代木結構，使我國的古建筑文化得以傳承和發揚。因此對鋼筋混凝土仿古建筑屋蓋結構進行合理的設計，使現代建筑具有合理的經濟性。

一、仿古建筑屋蓋結構設計的概述

（一）仿古建筑屋蓋結構設計的特征

對于仿古建筑屋蓋結構設計來說，其在一定程度上對現代建筑具有指導性的作用：從仿唐屋蓋來看，其主要的特點是以直線作為緩坡，具有一定的莊重性和大方性，顯得氣勢磅礴;而對于明、清屋蓋來說，其屋面則具有邊坡性，具有飛檐翹角的主要特點，顯得高貴華麗。通常情況下，明、清建筑的屋面曲線主要具有變坡性，分為五舉、六五舉、八五舉等制式。對于仿古建筑屋面來說，其所擁有的荷載性相對來說比較大，通常會在7.0kN/m2之上，而在進行計算的時候，則是要以建筑需要使用的材料和構造的方法作為標準來進行計算。

（二）仿古建筑屋面的基本結構式樣

從古建筑的屋面來看，其所擁有的結構式樣相對來說比較豐富，因此對于仿古建筑屋面來說，可以根據古建筑的基本結構式樣來進行。通常情況下，古建筑屋面的基本結構式樣主要包括了歇山屋頂、廡殿屋頂和攢尖屋頂等三種。

1.歇山屋頂。歇山屋頂又被稱之為“九脊殿”，而對于歇山兩邊擁有的坡面可以稱之為“撒頭”，山尖部分則稱之為“小紅山”。

2.廡殿屋頂。對于廡殿來說，其屬于四坡頂，在其前后兩邊的坡面稱之為“撒頭”，而對于廡殿頂來說又稱之為“四阿頂”，即“五脊殿”。

3.攢尖屋頂。對于攢尖屋頂來說，其所具有的獨特特點就是不管是有多少個坡面，到最后都會“攢”在一起，從而使得所有的坡面都在頂部進行交匯，使其匯于一處。

二、仿古建筑屋蓋結構設計的要求

（一）對屋面造型的要求

由于屋面具有明顯性的變化，因此在屋面造型具有較高的要求，因此在設計的時候，其對于結構體系通常都會使用舉架、步架兩種方法來處理。通過對結構體系進行合理化的處理，能夠使屋面所具有的坡面往上逐漸的顯得陡峻，往下則顯得平緩，從而以此來使曲線顯得更加的優美，突出出檐深遠的特點，使我國的古代建筑獨有的造型特點得到具體展現。

（二）對模數和構件的要求

為了確保各個部分的受力構件具有嚴格的規格，因此這就要求各構件的規格要符合古典建筑的模數要求，也就是說要對古典建筑對具有的模數、構件等要求得到滿足，在傳力體系上的構成上，尤其是對各個構件上具有的尺度以及形狀、體形等要完全根據古代建筑中木結構的柱、梁、檁和枋等做法進行仿照。

（三）對獨特裝飾構件的要求

在古代建筑中所具有的結構構件，在一定程度上來說，在裝飾上具有其獨特的作用，最有代表性的裝飾結構就是斗拱以及雀替。下文將對斗拱和雀替進行相應的介紹。

三、典型鋼筋混凝土仿古建筑屋蓋的結構設計

（一）仿古建筑屋蓋的結構體系模型

通常情況下，仿古建筑無蓋的結構體系模型是通過運用結構力學和板殼理論有效結合，具有較高的承載力和較大的空間剛度，其模型主要包括天溝人字拱、屋面板、十字脊梁等幾種。

1.天溝人字拱。天溝人字拱指的是順著屋面產生的對角線進行正交布置，以此中心點，與十字脊梁出現的相交點為拱頂，將拱底鉸和環梁鉸進行連接，使得環梁成為拱的水平線拉桿。由于天溝人字拱主要對兩邊的屋面板產生的部分荷重、自重以及在拱頂處從十字脊梁傳遞的集中力進行承受，除了集中力之外，其余的荷載都基本上可以說是得到均勻的分布。

2.屋面板。屋面板指的是八塊具有三角形形態的、在柱面上有些彎曲的微彎板。而由于其四周所連接的構件進行鑲嵌和穩固的作用性比較弱，再加上其具有的曲率比較小，可以將其按照平板來進行計算。對于微彎板的取板要求，其在水平投影上可以看得出是屬于等腰三角板，因此可以通過借助已經得出的結果來對板的內力以及位移來進行推算。

3.十字脊梁。十字脊梁主要是將兩個連續梁進行正交，在其中間對天溝人字拱的拱頂進行支撐，而其兩邊的簡支則是在邊緣對兩側板所擁有的荷載和自重進行承受，其在荷載方面基本上也是屬于均勻分布的。由于此兩根交梁是相互為其進行支撐的，具有一定的彈性，因此為了便于進行計算，可以分別進行分析。

（二）仿古建筑屋蓋的主要結構設計

在仿古建筑屋蓋中，除了屋面這主要結構之外，還擁有具有裝飾作用的結構構件，在裝飾結構構件中，斗拱和雀替是最具代表性的。

1.斗拱。在斗拱中具有方形形狀底座的稱之為斗，而在上面得到錯落搭建的具有船形木塊的稱之為拱，在古建筑中，斗拱主要處于木結構的梁與柱子之間，具有一定的抗震性和裝飾性。而在仿古建筑中，以鋼筋混凝土為主體結構，其在裝飾方面上通常也會采用斗拱的方式。

2.雀替。雀替主要存在于檐枋和檐柱之間產生的相交處，其形狀類似于三角形，在其表面上擁有雕刻式的裝飾構件，對梁枋之間產生的凈跨距離得到有效縮短，其在一定程度上來說，具有輔助性、拉結性和裝飾性的作用。

另外，對于斗拱、雀替的應用材料需要根據仿古建筑屋蓋的實際情況來進行，必須明確其在主體結構上所起的作用是裝飾，在受力性能方面上不進行考慮，確保整個仿古建筑結構具有統一性。

（三）仿古建筑屋蓋結構設計注意要點

對典型鋼筋混凝土仿古建筑屋蓋的結構設計來說，在進行設計時需要注意的要點包括了以下幾點：

1.在進行計算的時候，需要嚴格的按照框架來計算，按照要求來說，對于頂層的層高數值進行選擇，則需要選擇在屋尖的1/2處作為柱頂的標準高度。

2.在進行框架結構選擇的時候，通常可以是在檐口的標準高度之下得到框架，因此，這就需要嚴格的根據框架結構所具有的技術要求和條件來進行設計，并且還要充分的符合變形及穩定的要求。

3.當仿古建筑的屋頂屋面是屬于局部性的時候，那么這時需要考慮在地震區域可能產生的高振，并且要考慮到其對屋頂產生的影響。

總結：

綜上所述，在社會主義市場經濟改革不斷深化的影響下，我國建筑行業的發展步伐得到了不斷的加快，為了能夠使現代建筑具有更好的經濟性，而在我國的古建筑中，由于其在結構上會根據受力構件的特點進行設計，因此能夠取得較高的經濟效益。對于鋼筋混凝土仿古建筑屋蓋結構來說，其將我國的古代建筑的傳統工藝與現代施工技術進行有效的結合，并且在設計中應用到新材料，使得現代仿古建筑在一定程度上顯得更加的靈活，促進了現代建筑的發展。

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