淺談古建混凝土預(yù)制構(gòu)件的可行性分析
中國古代建筑是以木構(gòu)架為主的一種結(jié)構(gòu)方式,隨著歷代建筑藝術(shù)的發(fā)展演變,如今較多的仿古建筑都是以鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)為主。斗拱、雀替、假梁頭、垂柱頭等古建筑構(gòu)件形式現(xiàn)已演變?yōu)轭A(yù)制混凝土構(gòu)件。斗拱體系(由斗、拱、升、昂、翹等結(jié)構(gòu)構(gòu)件組成)是其特有的形式,作用是用來支撐屋檐,在屋頂和梁柱之間起著過渡作用。斗拱已失去了其原有的功能變?yōu)檠b飾品。它用混凝土預(yù)制,通過預(yù)埋鐵件焊接等方式,與墻 梁(檐檁 額枋)柱連接固定。對照(清式營造則例),按斗拱構(gòu)件 如坐斗,正心瓜拱,正心萬拱,翹,昂,外拽瓜拱,螞蚱頭......分別用混凝土光模制作。然后,在需要安裝斗拱的地方,用高強(qiáng)度粘接劑把構(gòu)件拼接粘接成完整的斗拱。在混凝土假檐檁底預(yù)埋鐵件,與斗拱頂部的挑檐枋連接。在螞蚱頭和最下一個昂的靠墻面,分別預(yù)埋鐵件,與墻面連接。
在這里通過力學(xué)性能、耐久性、施工周期、工程造價、外觀、環(huán)保節(jié)能方面六方面進(jìn)行比較,闡述混凝土預(yù)制構(gòu)件的可行性分析。
1 力學(xué)性能比較
斗拱由古建筑中的受力件徹底變成了裝飾件,雀替、垂柱頭等預(yù)制構(gòu)件為裝飾構(gòu)件,不承受任何荷載。并且預(yù)制構(gòu)件采用鋼筋混凝土構(gòu)件,混凝土強(qiáng)度等級在C20以上,保證了強(qiáng)度及穩(wěn)定性。故這些構(gòu)件使用混凝土預(yù)制,能夠滿足承載力及穩(wěn)定性,在力學(xué)性能方面可行。
2 耐久性分析
在近二三十年中,仿古建筑的設(shè)計建造也經(jīng)歷了一個發(fā)展變化的過程。開始時,人們是完全按照古代木構(gòu)建筑的材料和技術(shù),建造一些木結(jié)構(gòu)的園林、寺廟、住宅。隨著時間的推移以及由于對木材過量采伐帶來的森林植被破壞,采用木材建造仿古建筑已不符合環(huán)境保護(hù)和可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的要求,于是便產(chǎn)生了用其他建筑材料代替木材建造仿古建筑的做法。木材的耐久性差,防腐、防火、防蟲蛀等性能差。大木構(gòu)件制作的古建筑在一定期限之后需要進(jìn)行維修更新。
鋼筋混凝土材料有防腐、防火、防蟲蛀、抗震和節(jié)省后期維修費(fèi)用等優(yōu)點。而且由于混凝土構(gòu)件都是通過支模板澆注成型的,有非常好的可塑性,可以做出各種形狀的構(gòu)部件。
3 施工周期可行性分析
預(yù)制構(gòu)件制作時,首先先制作構(gòu)件的模板,可以反復(fù)利用。根據(jù)工程的預(yù)制構(gòu)件的多少及進(jìn)度安排,本工程可以按照進(jìn)度計劃和每層所需的預(yù)制構(gòu)件數(shù)目制作預(yù)制構(gòu)件模板。為了配合土建施工隊伍的進(jìn)度,不影響施工進(jìn)度,分析計算制作預(yù)制構(gòu)件的模板數(shù)量。在施工時,安排專業(yè)的人員進(jìn)行預(yù)制構(gòu)件的制作,在工程需要之前已經(jīng)成型堆放在指定位置。當(dāng)工程需要時,可以直接取來進(jìn)行安裝。施工周期可以靈活掌握,根據(jù)施工進(jìn)度進(jìn)行調(diào)整,在總進(jìn)度中此工序成為非關(guān)鍵工序。木結(jié)構(gòu)構(gòu)件需要把每個構(gòu)件全部加工成型,在需要時逐一安裝。木結(jié)構(gòu)制作不能反復(fù)利用,只能一次使用,具有耗材、費(fèi)工的缺點。
鋼筋混凝土現(xiàn)澆構(gòu)件:此類仿古小型構(gòu)件形狀小而奇特,工藝復(fù)雜?,F(xiàn)澆時,需要與相連接構(gòu)件一起施工,而此類小型構(gòu)件支模、綁扎安裝鋼筋等工序相當(dāng)復(fù)雜,這樣就影響了整個工作面的進(jìn)度。另一個原因:現(xiàn)澆需要的模板在拆模時絕大部分將會被損壞,即一次性使用,也是具有耗材、費(fèi)工的缺點。
4 工程造價方面分析
預(yù)制構(gòu)件:由于預(yù)制構(gòu)件的模板可以反復(fù)利用,降低了材料成本,混凝土材料成本和構(gòu)件安裝費(fèi)用和其他施工方案相比工程造價低。
木質(zhì)構(gòu)件:木材材料成本價格昂貴,進(jìn)行加工工藝復(fù)雜,用工多,總體講,工程造價高。
鋼筋混凝土現(xiàn)澆構(gòu)件:此種方法有兩點影響造價,一是施工是在高空進(jìn)行,工效降低,也相對影響施工質(zhì)量;二是模板基本為一次性使用,耗費(fèi)材料,加大材料成本費(fèi)用。工程造價偏高。
5 仿古構(gòu)件的外觀可行性分析
混凝土預(yù)制構(gòu)件與傳統(tǒng)工藝木構(gòu)件經(jīng)油漆彩繪后外觀是一樣美觀的,而且斗拱預(yù)制安裝也具有整體性。散斗及橫拱采用預(yù)制砼,保證斗拱的整體性,由于散斗與橫拱及拱眼連體預(yù)制,重量大,安裝不方便,我們把散斗、橫拱、拱眼均分開予制,用鐵件連接。鐵件應(yīng)凹進(jìn)砼內(nèi)30mm。安裝:安裝前先在斗板及替木上彈水平控制線,然后在地面組裝拼好,無誤后方可安裝。安裝時拉通線安裝,逐一焊接,焊接完畢,用水泥砂漿,把鐵件凹陷處抹平。
6 環(huán)保、節(jié)能方面可行性分析
木材:在近二三十年中,仿古建筑的設(shè)計建造也經(jīng)歷了一個發(fā)展變化的過程。開始時,人們是完全按照古代木構(gòu)建筑的材料和技術(shù),建造一些木結(jié)構(gòu)的園林、寺廟、住宅。隨著時間的推移以及由于對木材過量采伐帶來的森林植被破壞,采用木材建造仿古建筑已不符合環(huán)境保護(hù)和可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的要求,于是便產(chǎn)生了用其他建筑材料代替木材建造仿古建筑的做法。
預(yù)制鋼筋混凝土:模板具有循環(huán)性、可再利用性?;炷良颁摻钤南鄬Χ裕^豐富。總體講,預(yù)制鋼筋混凝土方案具有環(huán)保、節(jié)能的優(yōu)點。
綜上所述,從力學(xué)性能、耐久性、施工周期、工程造價、外觀、環(huán)保節(jié)能六方面可以證明仿古混凝土預(yù)制構(gòu)件的可行性。為了保護(hù)環(huán)境和可持續(xù)發(fā)展,仿古混凝土預(yù)制構(gòu)件應(yīng)該廣泛推廣使用。
編輯:王欣欣
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