浅析典型钢筋混凝土仿古建筑屋盖的结构设计

浅析典型钢筋混凝土仿古建筑屋盖的结构设计

摘要：随着社会的不断发展，在我国内出现了很多使用钢筋混凝土结构来取代

木结构的仿古建筑，而对于我国的古建筑来说，由于其具有独特的结构设计和布置，因此在以钢筋混凝土为主体结构的仿古建筑中，对古建筑的精华进行有效的

吸收运用，使现代建筑在经济上具有更高的科学性和合理性。

关键词：钢筋混凝土；仿古建筑；建筑结构；仿古屋盖

随着社会主义市场经济的不断发展，建筑行业的发展步伐也在不断加快，再

加上人们的生活水平在不断的提高，使得人们对建筑风格提出了更高的要求。由

于我国古建筑在其结构设计和布置上拥有一定的独特性，其已成为了一个具有成

熟性的建筑体系。但是古建筑的结构存在一定的缺点，因此应用新技术、新材料，尤其是运用钢筋混凝土来取代木结构，使我国的古建筑文化得以传承和发扬。因

此对钢筋混凝土仿古建筑屋盖结构进行合理的设计，使现代建筑具有合理的经济性。

一、仿古建筑屋盖结构设计的概述

（一）仿古建筑屋盖结构设计的特征

对于仿古建筑屋盖结构设计来说，其在一定程度上对现代建筑具有指导性的

作用：从仿唐屋盖来看，其主要的特点是以直线作为缓坡，具有一定的庄重性和

大方性，显得气势磅礴；而对于明、清屋盖来说，其屋面则具有边坡性，具有飞

檐翘角的主要特点，显得高贵华丽。通常情况下，明、清建筑的屋面曲线主要具

有变坡性，分为五举、六五举、八五举等制式。对于仿古建筑屋面来说，其所拥

有的荷载性相对来说比较大，通常会在7.0kN/㎡之上，而在进行计算的时候，则

是要以建筑需要使用的材料和构造的方法作为标准来进行计算。

（二）仿古建筑屋面的基本结构式样

从古建筑的屋面来看，其所拥有的结构式样相对来说比较丰富，因此对于仿

古建筑屋面来说，可以根据古建筑的基本结构式样来进行。通常情况下，古建筑

屋面的基本结构式样主要包括了歇山屋顶、庑殿屋顶和攒尖屋顶等三种。

1.歇山屋顶。歇山屋顶又被称之为“九脊殿”，而对于歇山两边拥有的坡面可以称之为“撒头”，山尖部分则称之为“小红山”。

2.庑殿屋顶。对于庑殿来说，其属于四坡顶，在其前后两边的坡面称之为“撒头”，而对于庑殿顶来说又称之为“四阿顶”，即“五脊殿”。

3.攒尖屋顶。对于攒尖屋顶来说，其所具有的独特特点就是不管是有多少个

坡面，到最后都会“攒”在一起，从而使得所有的坡面都在顶部进行交汇，使其汇

于一处。

二、仿古建筑屋盖结构设计的要求

（一）对屋面造型的要求

由于屋面具有明显性的变化，因此在屋面造型具有较高的要求，因此在设计

的时候，其对于结构体系通常都会使用举架、步架两种方法来处理。通过对结构

体系进行合理化的处理，能够使屋面所具有的坡面往上逐渐的显得陡峻，往下则

显得平缓，从而以此来使曲线显得更加的优美，突出出檐深远的特点，使我国的

古代建筑独有的造型特点得到具体展现。

（二）对模数和构件的要求

为了确保各个部分的受力构件具有严格的规格，因此这就要求各构件的规格

要符合古典建筑的模数要求，也就是说要对古典建筑对具有的模数、构件等要求

得到满足，在传力体系上的构成上，尤其是对各个构件上具有的尺度以及形状、

体形等要完全根据古代建筑中木结构的柱、梁、檩和枋等做法进行仿照。

（三）对独特装饰构件的要求

在古代建筑中所具有的结构构件，在一定程度上来说，在装饰上具有其独特

的作用，最有代表性的装饰结构就是斗拱以及雀替。下文将对斗拱和雀替进行相

应的介绍。

三、典型钢筋混凝土仿古建筑屋盖的结构设计

（一）仿古建筑屋盖的结构体系模型

通常情况下，仿古建筑无盖的结构体系模型是通过运用结构力学和板壳理论

有效结合，具有较高的承载力和较大的空间刚度，其模型主要包括天沟人字拱、

屋面板、十字脊梁等几种。

1.天沟人字拱。天沟人字拱指的是顺着屋面产生的对角线进行正交布置，以

此中心点，与十字脊梁出现的相交点为拱顶，将拱底铰和环梁铰进行连接，使得

环梁成为拱的水平线拉杆。由于天沟人字拱主要对两边的屋面板产生的部分荷重、自重以及在拱顶处从十字脊梁传递的集中力进行承受，除了集中力之外，其余的

荷载都基本上可以说是得到均匀的分布。

2.屋面板。屋面板指的是八块具有三角形形态的、在柱面上有些弯曲的微弯板。而由于其四周所连接的构件进行镶嵌和稳固的作用性比较弱，再加上其具有

的曲率比较小，可以将其按照平板来进行计算。对于微弯板的取板要求，其在水

平投影上可以看得出是属于等腰三角板，因此可以通过借助已经得出的结果来对

板的内力以及位移来进行推算。

3.十字脊梁。十字脊梁主要是将两个连续梁进行正交，在其中间对天沟人字

拱的拱顶进行支撑，而其两边的简支则是在边缘对两侧板所拥有的荷载和自重进

行承受，其在荷载方面基本上也是属于均匀分布的。由于此两根交梁是相互为其

进行支撑的，具有一定的弹性，因此为了便于进行计算，可以分别进行分析。

（二）仿古建筑屋盖的主要结构设计

在仿古建筑屋盖中，除了屋面这主要结构之外，还拥有具有装饰作用的结构

构件，在装饰结构构件中，斗拱和雀替是最具代表性的。

1.斗拱。在斗拱中具有方形形状底座的称之为斗，而在上面得到错落搭建的

具有船形木块的称之为拱，在古建筑中，斗拱主要处于木结构的梁与柱子之间，

具有一定的抗震性和装饰性。而在仿古建筑中，以钢筋混凝土为主体结构，其在

装饰方面上通常也会采用斗拱的方式。

2.雀替。雀替主要存在于檐枋和檐柱之间产生的相交处，其形状类似于三角形，在其表面上拥有雕刻式的装饰构件，对梁枋之间产生的净跨距离得到有效缩短，其在一定程度上来说，具有辅助性、拉结性和装饰性的作用。

另外，对于斗拱、雀替的应用材料需要根据仿古建筑屋盖的实际情况来进行，必须明确其在主体结构上所起的作用是装饰，在受力性能方面上不进行考虑，确

保整个仿古建筑结构具有统一性。

（三）仿古建筑屋盖结构设计注意要点

对典型钢筋混凝土仿古建筑屋盖的结构设计来说，在进行设计时需要注意的

要点包括了以下几点：

1.在进行计算的时候，需要严格的按照框架来计算，按照要求来说，对于顶

层的层高数值进行选择，则需要选择在屋尖的1/2处作为柱顶的标准高度。

2.在进行框架结构选择的时候，通常可以是在檐口的标准高度之下得到框架，