摘要：随着我国居民住宅消费水平的提高，出现了越来越多的仿古建筑。在一些仿明清古建筑的别墅建筑中，常用钢筋混凝土替代原古建筑木结构屋顶的做法，充分展现了古今建筑技术结合的精神。本文介绍了仿古建筑坡屋面的结构，案例分析某别墅曲线型坡屋面施工技术。
关键词：仿古建筑；屋面结构；施工
长年以来，名胜古迹周边仿古建筑与原有古建筑主体形成了血脉相连、交相呼应的关系。研究现代仿古建筑的坡屋面结构形式’具有很大的经济价值和社会意义。仿古建筑坡屋面的结构选型设计，是各地仿古建筑设计的重中之重，其结构形式的选择不仅影响建筑的经济效益，还影响到檐椽、额枋、斗拱等构件的处理，以及室内顶棚部位的装饰风格，对于古建筑的“古味”程度起着决定作用。因此，仿古建筑坡屋面的结构形式，非结构专业所能确定，只有建筑设计者充分了解仿古建筑坡屋面的各种结构形式，才能在结构选型时做到因地制宜、使效益最大化。
一、仿古建筑坡屋面的结构
1、砖混或框架结构。建筑整体采用砖混或框架结构，在每个开间的横梁上，按古建筑屋面举折要求砌筑砖墙，在砖墙顶部支撑檩条、椽条等，或在墙顶直接支撑混凝土屋面板。采用这种结构形式，檐下的额枋、垫板等细部构造，多用砌砖或混凝土的凹进凸出形成假垫板、假梁枋等，使斗拱彻底失去了支撑构件的意义，它成了为表现古建筑的装饰元素而附加在外墙上的纯装饰构件。由于斜屋面板采用钢筋混凝土浇制，椽条也成为纯装饰构件而被固定在混凝土挑檐板下。
2、三角形屋架。三角形屋架因材料不同，分为木屋架、钢屋架、钢木屋架、钢筋混凝土屋架等，此种结构受屋面荷载作用，一般屋架的每一杆件只产生沿杆件长方向的轴向力，几乎不产生剪力和弯矩，而材料耐受轴向力的性能都比较好，故杆件截面尺寸较小。
3、合理选择结构形式。仿古建筑坡屋面结构的形式各有所长，不能简单地断言谁优谁劣，设计者应根据建筑物的功能要求，确定适合的结构形式。当仿古建筑室内要求“修旧如旧”，表现枋、檩、椽、斗拱等构件时，应采用梁柱构架结构，因框架梁和三角形屋架结构受其结构外观限制，“古”的韵味做不到很纯；而将仿古建筑作为商业建筑使用时，要求外观为古典风味，室内顶棚则要呈现建筑的平整和明快，这就应该采用混凝土框架梁上砌砖墙或三角形钢屋架、钢木屋架等形式，它们不会影响对檐下各种构件的处理。
二、案例分析某别墅曲线型坡屋面施工技术
某别墅由栋框架结构仿古叠拼连体别墅组成，设地下室1层，地上结构3～5层，建筑总面积约25万m2。屋面设计为钢筋混凝土结构圆拱形曲面，上置挤塑保温层，刚柔防水结合，屋面上覆盖青色筒瓦。
1、屋面结构模板支撑系统
（1）屋面支撑模板的材料选择。柱、梁模板的选用与普通框架结构所用材料相同，关键在于屋面板底模的选择上。经权衡考虑，我们选用5mm厚竹编胶板，其优点如下：有较好的弯曲适应性及较强的物理承载能力，能够保证曲线支模的要求；相对低廉经济的价格复合成本控制原则。对于其刚度不足问题，可采用加密其下钢管、木方支撑，木方条平放等措施来保证刚度以及承载力，以满足设计要求以及施工荷载。
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（2）模板放样以及平面、标高定位。支模顺序为先支柱、梁后支屋面板，因此起着整个曲面定型控制作用的屋框梁的梁脊平面定位以及梁底曲线标高控制就显得尤其重要。我们利用AUTOCAD软件来精确定位梁脊平面位置以及梁底标高。根据设计图纸现有尺寸，在CAD中进行精确测量，对现场技术人员以及木工、钢筋工长进行详细地解读以及交底，使之对于即将施工的屋面结构有直观、准确地掌握，以便施工时减少错误，避免返工。
（3）模板支撑设置。框架柱、屋框梁的支撑设置与普通框架结构柱梁模板设置差异不大，唯需注意屋框梁的模板定位符合设计图纸的要求，做到平滑美观。屋面板模板支撑设置曲面板底搭设满堂脚手架，立杆间距加密设置为横距0.5m，纵距1.0m，符合曲面标高定位点模数。水平杆步距设置为1.5m，距地面150mm处要设扫地杆，现浇屋面板底模下适当位置设置双向水平拉杆，使整个支撑系统呈“井”字结构。模板支设完成后，曲面上要及时拉纵向水平通线检查平整度及弧度，超标之处认真调节其下横杆以及定型钢筋高度，确保满足设计的尺寸要求，曲线造型平滑圆顺。
2、曲面钢筋工程。曲面钢筋工程的难点在于钢筋下料。由于屋面曲线变化较多，兼有坡面与平面交接，因此，若部分梁、板筋仅照图纸要求尺寸下料将很难保证其满足锚固搭接尺寸。所以较为适宜的做法是对于起定位作用的钢筋现场开料安装，其余钢筋可依据现场钢筋料单，由钢筋加工场制作，现场安装。板面双层钢筋之间密布马凳，并上下焊接在板筋上固定，以保证有效高度。
3、曲面混凝土施工
（1）砼的原材料选用以及配比要求。粗骨料优选1cm～1.5cm碎石，含泥量控制在0.7%内；细骨料优选中粗砂，有害物质含量以及含泥量都应控制在1%内；水泥选用32.5R普通硅酸盐水泥；为改善级配降低水化热，骨料掺加粉煤灰、缓凝减水剂。水灰比控制在0.55内，水泥用量控制在360kg/m3，坍落度在满足泵送的要求下尽可能小，一般控制在5cm～10cm。
（2）砼运输。该工程砼原为现场搅拌站配以固定式输送泵配套泵管来供应砼。在此曲线屋面施工中，如仍采取输送泵配以泵管施工的话，将会遇到以下问题：曲面上泵管铺设困难；钢筋成品保护困难；砼浇筑过程操作人员操作不便。项目部最终决定现场拌站砼用固定输送泵输送至作业楼下，然后外租汽车泵二次泵送至作业面。这样虽然增加了汽车泵的台班费用，却大大地节省了布管、拆管的时间，而且具有砼输送掌控精确灵活，不影响作业面人员操作，有利于钢筋成品保护，施工速度快等优点。
（3）砼浇筑
坡面砼浇筑，通常情况下采用的方法都是人工拍打密实或者由小型振捣器振捣，效果往往不尽如人意，常有蜂窝、麻面及砼缝隙产生。在砼浇筑上采用的是砼点阵法振捣，即用振动棒垂直于模板面对屋面砼进行振捣的一种施工方法。
砼浇筑作业方法为：自檐口开始自下而上划分浇筑段浇筑，每浇筑段间隔40cm，设置木挡一道，木挡之间以及木挡与其下板面钢筋之间要固定牢靠，同时木挡上标高控制墨线，借此在砼浇筑过程中控制整个板面的平整度。在分段砼浇筑完毕之后，砼初凝之前取出木挡。砼由汽车泵输送就位后用铲子进行初平，然后点振，点振时振动棒要垂直模板面，并接触模板面，使模板产生振动，这样可以使砂浆落于模板面上，振点按钢筋间距梅花跳振，并注意不要碰到钢筋。点振完成后用铲子再次修平，然后拉通线检查，及时补平，最后用木抹子压浆收面。浇筑完成后塑料薄膜覆盖，12h内浇水养护。由于坡顶与檐口落差较大，加上曲面上施工操作不便，砼浇筑时尤其要保证施工安全。外墙脚手架要高出檐口2m，顶层双排架铺满竹夹板。脚手架内立侧还要用平板封挡2m高以防坠落。
仿古建筑作为一个时代的产物，它既不是单纯的模仿古代建筑，也不仅仅是为了获取利益，而是通过向人们展示传统建筑的魅力提升人民的民族自豪感历史认知感，使人们更能身临其境的体会古代劳动人民的聪明才智，并且通过与现代技术的结合，使得仿古建筑对传统建筑文化和城市地域特色继承和创新，并形成了独特的建筑创作理念，是未来城市发展的元素之一，人们需要这样的一个载体与环境。
参考文献
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[4]宋敏菠，姚运良，班振洋.浅谈仿古建筑屋面琉璃瓦施工工艺[J]科技传播，2012，(11)．
论文作者:陈则弦
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2018年第17期
论文发表时间:2018/11/8
标签：屋面论文; 建筑论文; 结构论文; 钢筋论文; 曲面论文; 屋架论文; 模板论文; 《建筑学研究前沿》2018年第17期论文;