仿古建筑钢构飞檐翘角改造施工的效益分析论文_李兴富,沈杰,薛飞虎

中建四局第五建筑工程有限公司 贵州 550001

摘要:现代大多数仿古建筑以钢筋混凝土为主体结构,在此基础上将外立面增加传统古建筑风格的飞檐翘角造型、部件等,作为装饰效果,吸收了传统中国古建筑风格的精华,从而达到建筑上的仿古目的。大方扶贫工程主体及配套建设工程运用该施工工艺,通过工程施工的实践应用,结合项目实际情况进行改进及完善,克服了翘角放样及定位的不准确,立体曲面线无法达到设计的弧形效果等缺点,在提高成品质量、美观性,节省施工材料、缩短工期等方面效果显著,起到了良好的社会效益和经济效益。

关键词:仿古建筑;飞檐翘角;效益;

引言

飞檐翘角为中国建筑民族风格的重要表现之一,通过檐部上的这种特殊处理和创造,不但扩大了采光面、有利于排泄雨水,而且增添了建筑物向上的动感,仿佛是一种气将屋檐向上托举,建筑群中层层叠叠的飞檐更是营造出壮观的气势和中国古建筑特有的飞动轻快的韵味。但随着社会的发展与进步,现代大多数仿古建筑以钢筋混凝土为主体结构,在此基础上将外立面增加传统古建筑风格的飞檐翘角造型、部件等,作为装饰效果,吸收了传统中国古建筑风格的精华,从而达到建筑上的仿古目的。

为解决大方扶贫工程奢香古镇商业区楼栋展示古镇民族风格的仿古特点,我们提出多种解决方式,如:若选用木结构改造飞檐翘角,造价成本太高,且木结构有防火防腐缺陷;若选用新增混凝土结构的飞檐翘角改造,和旧部的结构连接在一起,则施工难度较大,观感质量差且工期得不到保证;最终我们选定增加钢结构连接房屋各转角处的斜挑板,形成飞檐翘角的古建筑风格造型。

施工特点

1、施工安装简便:飞檐翘角可在地面加工棚中按照图纸放样加工好,整体吊装即可安装,施工简便、快速。

2、连接安全可靠:整体飞檐翘角采用的是钢结构构件焊接而成,悬挑的飞檐翘角以及斜挑板用钢板加膨胀螺栓整体固定在原先旧部的混凝土结构构件上,连接性能安全可靠。

3、造价成本低:钢材价格相对于木结构材料价格上有优势,且施工工期短,这就大大减少了造价成本。

4、可塑性较好:钢结构焊接成与图纸相符合的飞檐翘角,因在地面上加工好再进行安装,较好地保证焊接的翘角弧形效果。

5、可推广性:所有以钢筋混凝土为主体结构建造的仿古建筑且需做飞檐翘角的矮层群体。

适用范围

适用于所有以钢筋混凝土为主体结构的仿古建筑且需做钢构飞檐翘角的矮层群体,保留原有建筑物主体结构部分,只增加外立面的一些钢构飞檐翘角造型及部件作装饰效果从而达到建筑的仿古目的均适合。

工艺原理

保留原有建筑物主体结构部分,将原旧部存在的混凝土结构斜挑板部分剔打,在转角处形成一个缺口,将在地面加工棚中加工焊接好具有弧度造型的钢结构骨架整体安装固定在原结构上与原混凝土结构斜挑板刚好连接成一个整体,再在钢结构骨架的面层和底层作卧瓦和吊顶的装饰点缀,从而达到外立面仿古建筑飞檐翘角的风格。

施工工艺及操作要点

1、工艺流程图

原结构构件固定钢板设计深化图

转角处的斜挑板混凝土构件踢打:

要使改造的钢结构飞檐翘角能与原斜挑板混凝土构件能紧密连接在一起,必须对其转角部位的混凝土进行凿除,踢凿多出的板筋随之切割掉,使之能与钢结构平整相连。

钢结构飞檐翘角的加工

要使加工焊接好的钢结构安装固定在原结构上与之能吻合连成整体,且能凸显出飞檐翘角的风格特点,因此如何加工有弧度的钢结构飞檐翘角才是本工法的关键。

(1)熟悉图纸,对加工材料和安装工艺进行技术交底,在加工钢架前要先考虑和安装相结合进行焊接钢架。(2)进行现场的施工放样,放样按1:1的比例实物放样进行,制作出样板和样杆。(3)根据配料表进行下料,钢材下料采用气割,型材采用切割,以保证切断面的质量。(4)钢结构主骨架因要满足飞檐翘角的一定弧度,需对角钢进行分段切割,再进行逐一焊接,确保弧度,形成深化图纸上要求的钢结构翘角。(5)等钢构的主骨架焊接完毕后再焊接其余纵横交错的副骨架,使整个钢结构形成一个稳定的结构。(6)对焊接后部位作防锈处理。

膨胀螺栓固定钢板及安装

(1)依据设计图的要求并结合现场量测定位情况,在固定钢板位置放出大样,先凿除表面2CM厚的表层砂浆,使坚硬的混凝土骨料外露,并形成平整的粗糙面,表面不平整处应用尖凿轻凿整平。

(2)钻孔植埋膨胀螺栓:按照设计图植埋膨胀螺栓螺杆,在钻孔打盲孔前,依据图纸查明梁体钢筋分布,避免钻孔打盲孔时碰及钢筋或预应力管道,盲孔直径和孔深按设计图纸施工,对钻好的盲孔先用压缩空气由孔底向孔外清理孔内浮尘,16MM的打20MM的孔,按照胀管的外径打孔。胀管部分要全部进入混凝土构件,只要螺纹部分够长,套管部分越深越牢固。

(3)钢板固定:待新混凝土结构稍凝时,将连接钢板安装在连接螺栓上并拧紧螺母,使连接钢板完全压紧混凝土构件表面。

(4)钢材表面的防腐防锈处理:

工艺流程:基面清理→底漆涂装(环氧富锌底漆50μm,2道)→中漆涂装(云铁环氧中漆100μm,2道)→面漆涂装(改性聚氨酯面漆100μm,2道)→检查验收。

面漆的调制应选择颜色完全一致的改性聚氨酯面漆,兑制的稀料应合适,面漆使用前应充分搅拌,保持色泽均匀。其工作粘度、稠度应保证涂装时不流坠,不显刷纹。面漆在使用过程中应不断搅和,涂刷的方法和方向与上述工艺相同。 2道面漆之间的涂装间隔为2天以上。

钢结构飞檐翘角上的面层做法:

满铺一层18厚的胶合木板,木板上需做2道1.5厚高分子自粘性防水卷材,翘角上翻300mm做附加层1道,再做1:2水泥砂浆找平层,最薄处20mm;增设一道防滑钢网层后卧青灰色小青瓦。

钢结构飞檐翘角的底层做法:

钢结构龙骨下面固定30*40的木龙骨层,做防水石膏板吊顶,刮腻子粉再涂3道外墙涂料作装饰。

效益分析

1、经济效益:仿古建筑外立面钢构飞檐翘角改造的施工,钢材与木材等原材单价上相比要便宜,且混凝土结构、木结构施工工艺复杂,而此工艺可以节省大量施工工期,节约大量的管理成本投入,如机械设备费用租金、人工费、管理费等等。

(1) 施工前对飞檐翘角尺寸关系进行分析,放样做出钢构大样,前期准备充足,工序简单,尺寸精准,加快施工进度,单一个飞檐翘角施工可缩短工期约1.5天,该项目的大大小小飞檐翘角总达40多个,总共可缩短工期达60天,人工成本约15万元。(2)施工工序简单,尺寸精准,合理采用胶合板为模板,避免了不必要的窝工、返工和节约材料,可减少费用10万元,给工程带来了可观的经济效益。

2、社会效益:大方扶贫工程主体及配套建设工程运用该施工工艺,通过工程施工的实践应用,结合项目实际情况进行改进及完善,克服了翘角放样及模板定位的不准确,立体曲面线无法达到设计的弧形效果等缺点,在提高成品质量、美观性,节省施工材料等方面效果显著,起到了良好的效果。施工技术的改进应用,推动了绿色环保施工,有利于减少施工资源投入、提高企业竞争力、降低单位工程建设成本,在类似仿古建筑飞檐翘角的施工中,有着广阔的应用前景。本技术的应用成功,将对同类或类似工程技术进步提供一个有力的技术支持。同时采用此工法,达到节约工期和成本的目的,为业主赢得了可观的经济效益和社会效益。

3、质量效益:按正常工艺混凝土结构施工,往往在支模和植筋上花费了大量的时间,且与原混凝土构件的可靠连接性存在一些结构安全隐患。而经过钢结构改造后的飞檐翘角利用高强膨胀螺栓和钢构性能的特性,连接安全可靠,有效地保证了其施工质量。

参考文献:

[1]北京土木建筑学会.中国古建筑修缮与施工技术.中国计划出版社.2006-01

[2]《钢结构在仿古建筑中的应用》.徐 珂 王 雷.北京华特钢结构设计研究中心

[3]《仿古建筑的结构设计》.邓晓春. 湖南省建筑设计院.2006-02

论文作者:李兴富,沈杰,薛飞虎

论文发表刊物:《北方建筑》2016年12月第34期

论文发表时间:2017/2/23

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