摘要:随着中国国力不断的增长,民族自信心和民族自豪感的不断加强,中国一些的传统文化越来越受到政府和大众的重视.尤其是有着承载着几千年历史和文化的中国传统建筑开始重新受到人们的关注.但是在这些新建的仿古建筑中精品太少,不少千篇一律、朝代风格混乱、质量低下、抗震性能差,这些都与真正的仿古建筑的设计思想相去甚远。如何给仿古建筑正本清源显得尤其重要。
关键词:仿古建筑;木结构;混凝土结构、抗震性能分析
引言
随着各地文化古城、景区寺庙、城市中心的仿古街的兴建,仿古建筑成了设计师的设计任务。但全国仅极少数高校中开设了古建筑设计的专业课程,关于古建设计的资料也寥寥无几,很多设计师接到任务无从下手,结果设计出了不伦不类的仿古建筑。
一、中国古代建筑的起源与发展
作者认为要设计一个好的中国建筑作品,首先我们应该弄清楚的是古代建筑的起源与发展,弄清楚的是我们要设计的或者仿造的是哪个时期或朝代的建筑。每个朝代的建筑有着各自的风格和特点.
中国古代建筑是世界六支原生的古老建筑体系之一。与西方古建筑中多运用天然石材建造的建筑不大一样,中国古建筑多采用木材。在浙江余姚河姆渡遗址中发现了距今6900年的方桩、梁、柱之类的木构件。其中有些木构件已经出现榫卯结构的原型。
从夏商周时期开始,中国进入了文明时代,随着社会的发展,木构架建筑体系的许多特点已出现萌芽。木构榫卯也已十分精巧。秦汉时期,尤其是进入了汉代.出现中国古建筑中最重要的元素,这就是斗拱.汉代初期就已出现了的一斗二升、一斗三升的简单做法。这些斗拱和石柱造型硕大、显示出强有力的承载性能,充分展现斗拱的结构机能。也是从该时期开始,木构件中已出现抬梁式、穿斗式的构架的基本特征,其中抬梁式构架最迟在东汉已经形成并广泛使用。高等级的庑殿顶也已出现在较大型的、重要的殿堂中使用。但这时期的正脊不同于宋代和清代的推山后的效果。均比较短小。
从东汉灭亡至隋王朝的建立这一历史时期,江南地区生产技术和文化技术不断发展,也促使了建筑的繁荣发展。栱坊尺寸已具规格化,广泛采用人字栱作为补间辅作,人字栱由直线渐渐改为曲线,同时和“昂”作为斗拱在出跳支撑挑檐作用的体现标志着木构架技术得到重要的改进。盛唐时期,中国古建筑达到技术与艺术的巅峰期,单从斗拱的发展,就可以看出后代如明清时期的斗拱,日趋繁杂纤巧,远不如唐代建筑的雄壮豪劲。建筑的气魄和结构之直率也有所衰退。
二、《清式营造则例》在东少林寺三大殿施工图设计中的应用
东少林寺(东少林禅武医艺文化养生基地)位于山东省安丘市,东少林禅城寺院占地1125亩,作者负责其中山门殿、天王殿、大雄宝殿三座主要大殿的设计工作,设计之初为构思好东少林寺的整体朝代风格,设计团队前往河北蓟县北少林、嵩山少林寺、北京故宫博物院等考察交流学习,通过与故宫的修缮专家、东少林筹备处、北少林大木作施工方等多方讨论沟通,从建筑防火性能、成本的控制及历史的建筑流派多方面综合考虑,最终确定为东少林寺为清官式风格仿古建筑,其中一期的山门殿、天王殿、大雄宝殿三大殿均仿造木结构中抬梁式大木做构架来设计。主要的材质均用钢筋混凝土技术来仿造。根据建筑等级的规格,以及整体寺庙的规划与布局,山门殿确定为单檐歇山顶大木作殿堂做法,天王殿建筑体量介于大雄宝殿和山门殿之间,按照其应该在本建筑布局中的定位,确定其最终方案为重檐歇山殿堂形制。而大雄宝殿为本项目中单体体量最大建筑,结合其建筑等级以及最终能达到一种雄壮巍峨的视觉效果,最终选用的仿重檐無殿顶大木作构架的做法。为了能烘托出建筑的气势及效果,同时结合佛教文化的要求,三个大殿均设台基,其中山门殿设置规格较低的素方台基,而天王殿和大雄宝殿则设置较为高大的须弥座。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆其中大雄宝殿须弥座的高度为4米,山门殿的台基也近2米。三大殿的台阶也为佛教文化中常用的单数设置。
三大殿建筑设计中的难点为:建筑总的和各面阔与进深、柱高与斗拱之间的关系、屋架举折的确定以及为了四条垂脊达到自然的曲线而进行的推山计算。其中以最为复杂的难度最大的大雄宝殿为例,大雄宝殿根据寺庙规划需要设置地下两层地宫,负一层地宫上外围为须弥座。结合须弥座的布置、斗口与檐柱比例关系,根据《清式营造法式》、清工部《工程做法则例图解》中斗拱与柱高的比例关系,重檐金柱与屋顶大致的比例关系,大雄宝殿一层总平面尺寸布置为42x26.4,下层檐口9.6米高,屋脊高21米,正间面阔为6米,余次间、梢间面阔均4.8米,两侧的廊柱间尺寸为3.6米外,为方便施工,统一按100mm(约3.1寸)来确定一斗口的尺寸,下檐为单翘单昂七踩斗拱,上檐为单翘三昂九踩斗拱,这些面阔和廊柱间尺寸均按1.2米尺寸作为基本模数来确定,其中1.2米为一攒斗拱中心线间的距离,一攒斗拱的中心距并严格按法式中的11倍数来定,而是按12倍数确定。其中根据东少林住持方丈对寺庙信徒礼佛活动的需要,大殿一层中间需要摆置三座如来大佛,其余三边布置十八罗汉,三座大佛前面摆放大型案台布置,因此采用减柱造,抽掉了10根里金柱。这样360多平方的范围可以满足要求。
大雄宝殿采用重檐無殿顶,上层檐距离人视线更远,如果采用和下层一样的斗拱尺寸斗拱,上层斗拱视觉效果便无所突出。但为了施工方便,并未按梁思成先生在《工程做法则例》中的上檐一般比下檐多出0.5寸,而是比下层多出一层挑出成九踩斗拱。为了凸显重新金柱的雄伟,檐柱也未按梁思成所建议的统一按60斗口(600mm)来定檐柱的柱直径。为了工程进度及方便施工的要求,本工程所有的斗拱均在工厂提前加工,采用细石混凝土预制构件按榫卯样式组合。周边预留插筋,通过125mm厚的由额垫板与周边混凝土防挑檐桁和正心桁整体浇筑。
从各种历史文献资料可知,天津蓟县独乐寺历经28次大小地震不倒,山西应县木塔建成千年,历经无数次大小地震,依然屹立不倒,北京故宫历经597年期间的200多场地震仍然屹立不倒。从这些事实中可以看出,中国古建筑都能达到大震不倒的要求。而现行所有的抗震理论都是基于国外的基本学科研究得来,现行的木结构设计规范中仍然未提及榫卯连接结构的抗震性能分析,因此在三大殿的抗震设计中,作者仍然按现行的《混凝土结构设计规范》、《建筑抗震设计规范》的相关内容进行设计,并根据斗拱受力模式,通过PKPM中的定义与分析,
模拟斗拱的作用与屋架采用半刚性连接计算分析。按保守方式计算,计算出的层间位移角、位移比及大震下的弹塑性变形验算,均能达到抗震设防的要求。
三、结束语:
根据计算分析结果和实际应用效果,如果现行的混凝土结构如果能严格按木结构的做法。各类结构构件均采用工厂生产制作,混凝土内部按受力模式配筋,与现行国家推广的装配式类似在现场按榫卯模式安装,柱脚处亦采用预制杯形插入式来模拟木结构的侧分构造,加大斗拱的承载能力,同时加以各类水平暗撑加强期整体作用,最终体现的以柔克刚的抗震思想,混凝土结构防古建筑亦可以以几乎构造的配筋要求,轻易达到大震不倒的抗震设防要求。以此类推可以颠覆现代的建筑体系。为国家节省更多的资源。
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论文作者:曹祥华
论文发表刊物:《基层建设》2019年第17期
论文发表时间:2019/9/12
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