摘要：現代仿古建筑不僅體量大、跨度大，被賦予更靈活的功能平面布置和挑高的空間需求，對于木結構而言是一個巨大的挑戰，而且一般木材的防火、防潮、防蟲、防真菌腐蝕性能較弱，建造及維護成本不易控制。因此，在現代仿古建筑景觀設計中，現代材料“鋼”成了一種性能優越的新選擇。

　　關鍵詞：鋼;門式鋼架;鋼框架;比例尺度;景觀

　　1鋼結構在仿古建筑設計中的運用

　　本文案例地點在北京市，內容為(仿)傳統北京四合院建筑及景觀設計(主要為一層，少量二層)，功能為辦公室，總建筑面積為4880m2，景觀面積4940m2。傳統四合院建筑采用筒瓦，屋面自重較重，鋼結構自重輕，承載力卻較強;傳統屋面苫背層，在經年的使用過程中漏水的情況在所難免，而鋼結構擁有良好的密封性、焊接性，加上卷材防水層、瓦屋面，可以達到多重防水效果，屋頂使用壽命倍增，后期維護成本也大大降低。傳統建筑的木柱在與柱礎的連接中，通過榫卯構造來解決。但實際工程中偶爾會遇到大風等惡劣天氣，致使木結構出現局部脫榫或拔榫的險情。鋼結構則不同，連接節點可以通過高強度螺栓錨固和焊接，梁柱之間的節點不論是剛接還是鉸接都十分可靠，甚至在對抗地震災害時，鋼彈性也可以充分發揮優勢。鋼結構與混凝土頂板連接產生較大的外露式剛接柱腳，因此建筑設計將仿古地面臺基抬高。最終結構樣式類似古老的建筑樣式——“干闌式”，不但將鋼結構柱腳隱藏在室內地坪以下，而且鋼結構因隱蔽在石材柱礎和仿木鋁板裝飾柱中間，而受到一定程度的保護;同時解決了傳統建筑地面返潮的問題，給設備及安裝預留了充分的空間。地面做法通過壓型鋼板加現澆100mm厚混凝土板疊加的形式，增加地面自重及穩定性，以削弱風振效應對使用舒適度的影響。

　　1.1門式鋼架結構

　　根據業主使用需要，當最大建筑單體的跨度超過10m的時候，其形態體量已經超過傳統北京四合院的常規尺度，設計首先想到的是門式鋼架樣式(見圖1)，并且為了達到室內功能空間的靈活布置和充分利用，建筑專業要求不得采用水平拉梁。此方案最大限度地爭取了使用空間及室內設備安裝空間。其仿古木構架部分，可以通過二次裝修來實現，而非真正的承重結構。經過幾輪鋼結構驗算的經驗總結，發現以下問題：主鋼梁、主鋼柱截面較大，最終仿木鋁板裝飾完成面的圓柱直徑也會較大，檐口部分厚度也超出了傳統建筑樣式的厚度。這成了建筑設計和鋼結構設計在后期設計中協同設計的矛盾焦點。通過對鋼結構具體形狀的不斷優化，鋼梁、柱的尺寸得到更好控制，同時通過調整檐口位置鋼梁的截面，形成前小后大的樣式(見圖2)，以控制檐口厚度。另外，一期建筑因單體體量較大、屋面坡度較陡、北方屋面苫背層較厚重，在施工后期偶爾出現苫背層向下滑移的問題;經多方討論修正設計施工方案后，在屋面鋼板上加焊鋼筋頭陣列，且在鋼梁檐口位置端頭加焊角鋼以固定承托苫背層。

　　1.2鋼框架結構

　　在進行二期建筑設計時，建筑師換了另一種截然不同的思考方式，即嘗試完全按照傳統四合院建筑的抬梁式結構提出鋼結構設計要求，得到一種鋼框架結構(見圖3)。此鋼結構樣式的屋面可以完全復原傳統檐椽的形制，不同點是，鋼椽平面排布不需要像木椽一樣密集，僅需間距650~750mm布置一根80mm×80mm的方鋼鋼椽，即可滿足屋面承載力的需要。最重要的是，鋼結構也可以獲得更好的結構穩定性。最終，此方案施工完成后的檐口比例得到有效控制，完全符合傳統北京四合院建筑尺度(見圖4)。通過鋼結構計算軟件的反復核算，第一種和第二種鋼結構方案雖然形態樣式不同，但對于相同體量的建筑單體而言，用鋼量幾乎相等，因為第二種方案鋼結構用鋼量雖然在建設階段鋼量確有增加，但可供室內二次裝修部分使用的鋼框架部分也已一步到位，而第一種方案則在裝修階段用鋼量明顯增加。因此，建筑專業可以根據實際使用功能需要，任意選擇一種鋼結構形式。

　　2鋼材料在仿古景觀中的運用

　　在本文案例中，鋼結構在建筑設計中發揮巨大優勢的同時，景觀及室內設計繼續嘗試鋼材料運用的更多可能。由于室外地坪是鋼筋混凝土頂板，庭院磚砌景觀墻、磚砌花壇等景觀小品的定位，不一定能對應其下部鋼筋混凝土頂板梁柱的位置，因此需要設計充分考慮荷載及定位問題。仿古建筑臺基通過鋼結構加高之后，室外地坪及景觀內容也隨之抬高，采用方鋼和角鋼焊接成一個類似“鋼網籠”的結構，將室外庭院部分地面加高以適配室內正負零高度，并且“鋼網籠”將地面和景墻拉結固定成為一個整體(見圖5)，在鋼龍骨上每500~600mm高度(根據每皮磚砌筑厚度模數確定)水平方向焊接角鋼，于水平磚縫位置固定與承托青磚。此種內部鋼骨架、外部磚砌體飾面的設計處理，達到了減輕景觀整體自重、有效抵抗風荷載的目的。

　　3結語

　　在中國傳統建筑文化審美體系仍然被推崇備至的今天，“營造師”們不應因現代材料及工藝特點而去放棄或忽略那些曾經過千錘百煉的精妙比例尺度。當然，傳承的使命并非要求刻板地描摹，而是應該用虔誠的心態去探尋，用嚴謹的學術去辯證，用恰當的當代設計方法和技術手段去續寫中國傳統建筑的璀璨文明。

　　參考文獻

　　[1]梁思成.清工部工程做法則例圖解[M].北京：清華大學出版社，2006.

　　[2]趙玉春.北京四合院傳統營造技藝[M].合肥：安徽科學技術出版社，2013.

　　[3]北京市建筑設計標準化辦公室.北京四合院建筑要素圖(08BJ14-4)[M].北京：中國建筑工業出版社，2008.

　　《現代材料鋼在仿古建筑的運用》來源：《城市建筑》，作者：陳菁媛