仿古廟宇建築結構設計

仿古廟宇建築的特點

從結構專業角度來看，仿古廟宇建築具有如下特點：一般都是坡屋頂，根據不同的建築形式，坡屋頂的造型各不相同，最簡單的是坡度不變的雙坡屋面、四坡屋面，其次是坡度變化的雙坡屋面，複雜點的有四角翹起的四坡變坡度屋面(如圖1所示)，為了達到仿古的效果，屋面系統還需按照傳統木屋架的造型進行設計(如圖2)，因此有大量的在現代鋼筋混凝土結構設計理論看來不必要的構件和複雜的節點，這些屋面造型給設計表達帶來一定的困難。小型廟宇建築一般為單層單跨結構，體量稍大的有單層兩跨結構，大部分柱榀形成不了框架抗側體系，一般按排架結構進行計算。由於建築使用及外觀要求，結構構件尺度較小，一般5mx10m左右尺寸，3~6m柱距的小型禪房柱直徑要求不大於300mm，8mx12m左右尺寸的大殿柱直徑要求不大於350mm；存在大量截面異形的梁式構件，截面高度一般要求不超過400mm。上述這些構件尺寸有些不滿足國家規範對現澆混凝土結構的最小尺寸要求。小型裝飾型附屬構件較多，很多需要結構專業來完成，造型的複雜性給結構構造帶來一些挑戰(如圖2所示)。

圖1a

圖1b

圖2

設計實例

某工程抗震設防烈度為6度，設計地震加速度為0.05g，設計地震分組為第一組，業主原本考慮做6個不同功能和造型的單體，因設計完成度好，業主對做出來的效果十分滿意，後又追加設計了4個單體，該工程最終做了10個單體，形成了仿古建築群。雖然各單體造型各異，但其體量均不是太大，開間尺寸都在2~4m之間，進深尺寸在3~8m之間，柱距最大7.2m，一般控制在3m左右。結構高度在5~10m之間，均為單層結構。

計算採用PKPM軟體PK模塊，計算難度不是太大，但對於山地建築需要考慮地震力的放大。設計主要工作量在於圖紙的繪製，平面圖主要包括基礎平面布置圖（其中有一個單體有半地下室），屋面層結構平面布置圖，剖立面及節點詳圖，基礎設計與一般現澆鋼筋混凝土結構相同，平面圖設計時，由於屋面系統構造、屋頂標高複雜，平面圖須按不同典型標高切割開，結合剖立面圖及展開圖方能表達清楚。由於沒有現成的標準圖集採用，每個細節均需繪出節點詳圖。節點詳圖分為兩種，第一種是裝飾構件的詳圖，此類詳圖尺寸很小，配筋無需滿足受力構件的最小配筋率，但須考慮防裂防墜落，因此其鋼筋還需與主體構件有可靠的錨固，鋼筋排布應符合規範防裂要求，間距不可太大，保護層不可太厚；第二種屬於受力構件節點詳圖，須按照鋼筋混凝土受力構件配筋構造原則進行布筋，由於構件截面尺寸較小，不可採用太大直徑的鋼筋，否則錨固長度難以滿足規範要求，同時可能產生其它的問題，例如貫通300mm直徑框架柱的梁鋼筋直徑不可大於其所在位置弦長的1/20，梁箍筋加密區間距不應大於截面高度的1/4等等。以下為部分施工過程和竣工後的照片。

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