摘要：現(xiàn)代仿古建筑不僅體量大、跨度大，被賦予更靈活的功能平面布置和挑高的空間需求，對于木結(jié)構(gòu)而言是一個(gè)巨大的挑戰(zhàn)，而且一般木材的防火、防潮、防蟲、防真菌腐蝕性能較弱，建造及維護(hù)成本不易控制。因此，在現(xiàn)代仿古建筑景觀設(shè)計(jì)中，現(xiàn)代材料“鋼”成了一種性能優(yōu)越的新選擇。

　　關(guān)鍵詞：鋼;門式鋼架;鋼框架;比例尺度;景觀

　　1鋼結(jié)構(gòu)在仿古建筑設(shè)計(jì)中的運(yùn)用

　　本文案例地點(diǎn)在北京市，內(nèi)容為(仿)傳統(tǒng)北京四合院建筑及景觀設(shè)計(jì)(主要為一層，少量二層)，功能為辦公室，總建筑面積為4880m2，景觀面積4940m2。傳統(tǒng)四合院建筑采用筒瓦，屋面自重較重，鋼結(jié)構(gòu)自重輕，承載力卻較強(qiáng);傳統(tǒng)屋面苫背層，在經(jīng)年的使用過程中漏水的情況在所難免，而鋼結(jié)構(gòu)擁有良好的密封性、焊接性，加上卷材防水層、瓦屋面，可以達(dá)到多重防水效果，屋頂使用壽命倍增，后期維護(hù)成本也大大降低。傳統(tǒng)建筑的木柱在與柱礎(chǔ)的連接中，通過榫卯構(gòu)造來解決。但實(shí)際工程中偶爾會遇到大風(fēng)等惡劣天氣，致使木結(jié)構(gòu)出現(xiàn)局部脫榫或拔榫的險(xiǎn)情。鋼結(jié)構(gòu)則不同，連接節(jié)點(diǎn)可以通過高強(qiáng)度螺栓錨固和焊接，梁柱之間的節(jié)點(diǎn)不論是剛接還是鉸接都十分可靠，甚至在對抗地震災(zāi)害時(shí)，鋼彈性也可以充分發(fā)揮優(yōu)勢。鋼結(jié)構(gòu)與混凝土頂板連接產(chǎn)生較大的外露式剛接柱腳，因此建筑設(shè)計(jì)將仿古地面臺基抬高。最終結(jié)構(gòu)樣式類似古老的建筑樣式——“干闌式”，不但將鋼結(jié)構(gòu)柱腳隱藏在室內(nèi)地坪以下，而且鋼結(jié)構(gòu)因隱蔽在石材柱礎(chǔ)和仿木鋁板裝飾柱中間，而受到一定程度的保護(hù);同時(shí)解決了傳統(tǒng)建筑地面返潮的問題，給設(shè)備及安裝預(yù)留了充分的空間。地面做法通過壓型鋼板加現(xiàn)澆100mm厚混凝土板疊加的形式，增加地面自重及穩(wěn)定性，以削弱風(fēng)振效應(yīng)對使用舒適度的影響。

　　1.1門式鋼架結(jié)構(gòu)

　　根據(jù)業(yè)主使用需要，當(dāng)最大建筑單體的跨度超過10m的時(shí)候，其形態(tài)體量已經(jīng)超過傳統(tǒng)北京四合院的常規(guī)尺度，設(shè)計(jì)首先想到的是門式鋼架樣式(見圖1)，并且為了達(dá)到室內(nèi)功能空間的靈活布置和充分利用，建筑專業(yè)要求不得采用水平拉梁。此方案最大限度地爭取了使用空間及室內(nèi)設(shè)備安裝空間。其仿古木構(gòu)架部分，可以通過二次裝修來實(shí)現(xiàn)，而非真正的承重結(jié)構(gòu)。經(jīng)過幾輪鋼結(jié)構(gòu)驗(yàn)算的經(jīng)驗(yàn)總結(jié)，發(fā)現(xiàn)以下問題：主鋼梁、主鋼柱截面較大，最終仿木鋁板裝飾完成面的圓柱直徑也會較大，檐口部分厚度也超出了傳統(tǒng)建筑樣式的厚度。這成了建筑設(shè)計(jì)和鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)在后期設(shè)計(jì)中協(xié)同設(shè)計(jì)的矛盾焦點(diǎn)。通過對鋼結(jié)構(gòu)具體形狀的不斷優(yōu)化，鋼梁、柱的尺寸得到更好控制，同時(shí)通過調(diào)整檐口位置鋼梁的截面，形成前小后大的樣式(見圖2)，以控制檐口厚度。另外，一期建筑因單體體量較大、屋面坡度較陡、北方屋面苫背層較厚重，在施工后期偶爾出現(xiàn)苫背層向下滑移的問題;經(jīng)多方討論修正設(shè)計(jì)施工方案后，在屋面鋼板上加焊鋼筋頭陣列，且在鋼梁檐口位置端頭加焊角鋼以固定承托苫背層。

　　1.2鋼框架結(jié)構(gòu)

　　在進(jìn)行二期建筑設(shè)計(jì)時(shí)，建筑師換了另一種截然不同的思考方式，即嘗試完全按照傳統(tǒng)四合院建筑的抬梁式結(jié)構(gòu)提出鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要求，得到一種鋼框架結(jié)構(gòu)(見圖3)。此鋼結(jié)構(gòu)樣式的屋面可以完全復(fù)原傳統(tǒng)檐椽的形制，不同點(diǎn)是，鋼椽平面排布不需要像木椽一樣密集，僅需間距650~750mm布置一根80mm×80mm的方鋼鋼椽，即可滿足屋面承載力的需要。最重要的是，鋼結(jié)構(gòu)也可以獲得更好的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。最終，此方案施工完成后的檐口比例得到有效控制，完全符合傳統(tǒng)北京四合院建筑尺度(見圖4)。通過鋼結(jié)構(gòu)計(jì)算軟件的反復(fù)核算，第一種和第二種鋼結(jié)構(gòu)方案雖然形態(tài)樣式不同，但對于相同體量的建筑單體而言，用鋼量幾乎相等，因?yàn)榈诙�種方案鋼結(jié)構(gòu)用鋼量雖然在建設(shè)階段鋼量確有增加，但可供室內(nèi)二次裝修部分使用的鋼框架部分也已一步到位，而第一種方案則在裝修階段用鋼量明顯增加。因此，建筑專業(yè)可以根據(jù)實(shí)際使用功能需要，任意選擇一種鋼結(jié)構(gòu)形式。

　　2鋼材料在仿古景觀中的運(yùn)用

　　在本文案例中，鋼結(jié)構(gòu)在建筑設(shè)計(jì)中發(fā)揮巨大優(yōu)勢的同時(shí)，景觀及室內(nèi)設(shè)計(jì)繼續(xù)嘗試鋼材料運(yùn)用的更多可能。由于室外地坪是鋼筋混凝土頂板，庭院磚砌景觀墻、磚砌花壇等景觀小品的定位，不一定能對應(yīng)其下部鋼筋混凝土頂板梁柱的位置，因此需要設(shè)計(jì)充分考慮荷載及定位問題。仿古建筑臺基通過鋼結(jié)構(gòu)加高之后，室外地坪及景觀內(nèi)容也隨之抬高，采用方鋼和角鋼焊接成一個(gè)類似“鋼網(wǎng)籠”的結(jié)構(gòu)，將室外庭院部分地面加高以適配室內(nèi)正負(fù)零高度，并且“鋼網(wǎng)籠”將地面和景墻拉結(jié)固定成為一個(gè)整體(見圖5)，在鋼龍骨上每500~600mm高度(根據(jù)每皮磚砌筑厚度模數(shù)確定)水平方向焊接角鋼，于水平磚縫位置固定與承托青磚。此種內(nèi)部鋼骨架、外部磚砌體飾面的設(shè)計(jì)處理，達(dá)到了減輕景觀整體自重、有效抵抗風(fēng)荷載的目的。

　　3結(jié)語

　　在中國傳統(tǒng)建筑文化審美體系仍然被推崇備至的今天，“營造師”們不應(yīng)因現(xiàn)代材料及工藝特點(diǎn)而去放棄或忽略那些曾經(jīng)過千錘百煉的精妙比例尺度。當(dāng)然，傳承的使命并非要求刻板地描摹，而是應(yīng)該用虔誠的心態(tài)去探尋，用嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膶W(xué)術(shù)去辯證，用恰當(dāng)?shù)?a href='http://m.wangshangbanli.cn/ddaa/' target='_blank' class=infotextkey>當(dāng)代設(shè)計(jì)方法和技術(shù)手段去續(xù)寫中國傳統(tǒng)建筑的璀璨文明。

　　參考文獻(xiàn)

　　[1]梁思成.清工部工程做法則例圖解[M].北京：清華大學(xué)出版社，2006.

　　[2]趙玉春.北京四合院傳統(tǒng)營造技藝[M].合肥：安徽科學(xué)技術(shù)出版社，2013.

　　[3]北京市建筑設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)化辦公室.北京四合院建筑要素圖(08BJ14-4)[M].北京：中國建筑工業(yè)出版社，2008.

　　《現(xiàn)代材料鋼在仿古建筑的運(yùn)用》來源：《城市建筑》，作者：陳菁媛