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摘要：红荔阁位于永和贤江荔枝公园南面山脊处，是荔枝公园的标志性建筑，南向遥看香雪公园、贤江古村，视野开阔，是游览观光的绝佳观景点，是一座传统宋代风格八角攒尖顶楼阁。该建筑采用框架结构体系，在继承传统宋代建筑风格的基础上，运用现代建筑结构材料和施工工艺，创建合理的建筑空间，实现建筑各项功能的需求，确保工程的经济性和安全性，本文重点介绍结构整体设计、计算分析及关键节点设计等相关内容，为今后类似工程的设计提供参考。
关键词：宋代风格；楼阁；梁上柱转换；斗拱
1工程概况
红荔阁是永和贤江荔枝公园的标志性建筑。登上这个游览观光的观景塔，荔枝公园的山形水势全部尽收眼底。引入唐宋时期传统的楼阁式塔形建筑，八边形的台基上屹立一座八角形观景塔，每层设置轻骨料混凝土预制斗拱构件，首层外廊设置石栏杆，二层及三层因建筑风格和结构设计双方面考虑采用相对轻质的镀锌方钢，门窗均采用木构件镶嵌彩色花鸟图案的玻璃，古色古韵，形成独具风格的“宋型文化”。
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图3 红荔阁立面图 图4 红荔阁剖面图
红荔阁的建筑特点表现在三个方面：第一方面是每层的层高偏高，且外廊柱随着层高的增加逐渐内收；第二方面是具有宋代风格的建筑，外挑角梁、预制斗拱群、外挑檐口等传统建筑元素比较丰富，每层的檐口外悬挑长度偏大；第三方面是为满足旅游观光、艺术鉴赏、以及休闲娱乐等功能要求，屋面屋脊梁的跨度和坡度相对偏大。
3、建筑结构的整体设计和计算分析
3.1建筑基础设计
项目建设地点位于贤江荔枝公园南面山脊处，场地土的类型为中软土-中硬土，建筑场地类别属Ⅱ类，场地稳定性较好，采用柱下独立基础，基础持力层取坡积粉质黏土层，要求地基承载力特征值fak≥180KPa。
3.2 结构体系及布置
受传统建筑风格的造型、场地地形及使用功能的影响，主体结构四面开阔，全部结构荷载通过16根圆柱和2根方柱传给基础，柱间填充墙相对较少，在结构设计计算时周期折减系数取0.8，外廊柱的截面尺寸受建筑风格限制不易过大，外廊柱分别分层采用450（首层）、400（二层）和 350（三层）三种截面尺寸圆柱，截面尺寸由下至上逐层递减的方式缩小。由于建筑屋面造型复杂导致结构本身的重量偏大，为了满足建筑结构的抗震要求，主要抗侧力的构件必须满足刚度要求。经过采用多个柱截面尺寸试算分析，最终内通柱的截面尺寸确定为600mm的圆柱。
从建筑的平立剖面设计图上分析，在标高4.55、10.25两处，外廊柱与内通柱轴间距由首层2400mm收进至1800mm，再收进至1200mm，逐层收进600mm。且外挑檐口下方设置斗拱群，斗拱群下方设置层间梁，承担斗拱群传递的部分外挑檐口荷载。
因屋面梁、板采用现浇钢筋混凝土，上铺传统宋代风格灰色辘筒瓦，造成屋面荷载偏大，且屋脊梁跨度也较大，需在此处设置截面较大的屋脊梁和角梁，而梁顶标高根据建筑风格的举折线变化而定。屋面结构设计由八根屋脊梁和两组圈梁组成，将内、外廊框架柱与屋架体系组合在一起，形成一个稳定、安全、可靠的体系。
3.3建筑结构整体分析结果
采用PKPM软件进行结构整体内力分析计算。在所有框架梁与柱连接处，框架梁受建筑风格限制均做收分处理，计算时均按收分后最小截面建模计算。结构设计相关参数见表1。主要构件截面规格及材质见表2.
建筑结构设计相关参数 表1
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4、关键节点的设计
1）退柱转换节点
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图5 退柱转换节点
传统的楼阁式建筑上层平面布置一般在下层平面上做造型变化，外檐柱逐层收进，收进位置通常采用斜柱或梁上柱转换的形式传递上层荷载。本工程采用梁上柱进行转换，一、二两层的边柱分别在标高4.550m和10.250m两处的框架梁上进行转换，通过下层框架梁的弯剪受力来传递上部荷载。梁上柱转换构造见图5。
因梁上柱转换节点重要性，需加强其稳定性，即节点处梁、柱箍筋需全跨加密，柱的纵向钢筋锚入下面梁中的长度不应小于抗震的锚固长度，确保在地震作用下的安全性。
2）斗拱系统节点
该建筑采用轻骨料混凝土预制斗拱系统，由专业工厂按结构图纸制作模具、钢筋下料及构件预制，并通过预留的锚筋与柱、梁连接固定，具有轻质、高强、耐火等特点。
在结构设计时斗拱不作受力构件参与计算，不考虑对框架结构的影响。但在斗拱与挑檐交接处需增加拉筋的设置，加强该节点连接的稳定性，使外挑檐口在竖向地震作用下的安全性得到保证，降低其挠度。这种处理方式在传统建筑中应用广泛，且效果较明显。
3）短柱节点
从建筑立面图中得知，在首层标高4.550m处因建筑风格需要，外廊柱的柱顶设有斗拱群，在斗拱群下设置层间梁，内通柱也因门窗及结构稳定需要在4.55处设置层间梁；同理在二层标高10.250m处的斗拱群下设置层间梁，内通柱也在该标高处设置层间梁。层间梁的出现导致短柱的形成，在地震作用下很容易发生剪切破坏，造成结构体系破坏甚至倒塌，为提高短柱的承载力或变形能力，使短柱的抗震性能有效提高，并保证框架结构体系的安全，在设计中采用圆柱箍筋全高加密，加大箍筋的截面尺寸等抗震构造措施。
5、结语
红荔阁属于具有宋代风格的传统楼阁，采用钢筋混凝土框架结构体系。该体系安全稳定，在实现传统宋代建筑风格的同时也满足建筑各项功能的需求。该建筑结构设计总结如下：
1）在结构设计中因梁上柱转换节点重要性，需加强其稳定性，该节点处的梁、柱箍筋全跨加密，柱的纵向钢筋锚入下面梁中的长度不应小于抗震的锚固长度，确保在地震作用下的安全性。
2）斗拱在结构设计中不作为受力构件参与计算分析，但在斗拱与挑檐交接处需增加拉筋的设置，加强节点连接的稳定性，使外挑檐口在竖向地震作用下的安全性得到保证，降低其挠度，这种处理方式在传统建筑中应用普通且效果良好。
3）本建筑全部使用轻骨料混凝土预制斗拱，可减小构件重量、简化施工工艺、缩短施工工期，可广泛推广应用。
参考文献：
[1]韦孙印.王景.贾俊明.吴琨.李建兵.大唐芙蓉园望春阁结构设计 [J].建筑结构，2017，47（22）：11-14.
[2]张锦秋.唐韵盛景 曲水丹青[J].建筑学报，2006（7）：52-56.
论文作者:曾芬
论文发表刊物:《防护工程》2019年第4期
论文发表时间:2019/6/3
标签：斗拱论文; 建筑论文; 节点论文; 截面论文; 檐口论文; 结构设计论文; 标高论文; 《防护工程》2019年第4期论文;