楊 忠 陽(yáng)

(山西一建集團(tuán)有限公司，山西 太原 030012)

鋼結(jié)構(gòu)仿古建筑檐椽裝飾施工技術(shù)

楊 忠 陽(yáng)

(山西一建集團(tuán)有限公司，山西 太原 030012)

結(jié)合工程實(shí)例，根據(jù)仿古建筑檐椽施工的特點(diǎn)，采用二次深化設(shè)計(jì)及實(shí)體模型預(yù)控等方法，確定了合理的施工工藝，并系統(tǒng)地歸納了在現(xiàn)代鋼結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上采用鋁單板進(jìn)行檐椽裝飾的施工工藝流程及操作要點(diǎn)，有效地保證了結(jié)構(gòu)安全和古建筑藝術(shù)效果。

鋼結(jié)構(gòu)，仿古建筑，鋼椽，翼角，鋁單板，鋁角碼

傳統(tǒng)建筑中椽、飛、角梁等構(gòu)件通常以木結(jié)構(gòu)形式來(lái)表現(xiàn)，后來(lái)發(fā)展到以混凝土構(gòu)件來(lái)體現(xiàn)仿古構(gòu)件的藝術(shù)效果，隨著當(dāng)今社會(huì)的不斷進(jìn)步，仿古裝飾也得到了飛速發(fā)展，在鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)日益推廣成熟的今天，出現(xiàn)了更多的現(xiàn)代鋼結(jié)構(gòu)框架體系的仿古建筑，如椽、飛、翼角采用鋼結(jié)構(gòu)外包鋁單板來(lái)體現(xiàn)仿古特色的形式，對(duì)于發(fā)展仿古裝飾藝術(shù)是一種積極的探索和嘗試。

1 工程概況

某工程，建筑面積16 000 m2，建筑高度36.73 m，整個(gè)館體為三層太極圖陰陽(yáng)魚造型，陰陽(yáng)魚直徑60 m，館體外圍由八卦形的底座高高托起，底座直徑120 m。屋頂建筑形制外圍由四個(gè)廡殿頂組成，中心部分屋頂投影平面為陰陽(yáng)魚圖案，空間則由半圓攢尖頂與螺旋曲面組合而成，主體結(jié)構(gòu)形式為鋼結(jié)構(gòu)框架。屋面構(gòu)造從下至上由鋼椽、45 mm厚木望板、1.2厚聚乙烯丙綸布防水層、20厚水泥砂漿找平層及屋面瓦組成；其中角梁(指在建筑屋頂上的垂脊處，也就是屋頂?shù)恼婧蛡?cè)面相交處，最下面一架斜置并伸出柱子之外的梁)采用□400×250×14的矩形管、椽子采用□200×5的方管，材質(zhì)均為Q345B。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中鋼椽布置是每隔兩椽設(shè)置，為達(dá)到仿古裝飾“一椽一檔”的效果，中間兩椽及鋼椽包裝均采用230×230×2.5的氟鈦噴涂鋁單板方管進(jìn)行補(bǔ)檔及裝飾，以此來(lái)保證仿古屋面構(gòu)造和特征的完整體現(xiàn)。

2 工藝原理

鋼結(jié)構(gòu)仿古建筑中，鋼正身椽、鋼角梁、鋼翼角椽、椽檔望板底等傳統(tǒng)屋面構(gòu)件采用優(yōu)質(zhì)鋁合金面板為基材，經(jīng)過加工成型后包裝為仿古屋面構(gòu)件，包裝構(gòu)件采用鋁角碼與屋面木基層固定連接，裝飾效果表現(xiàn)為傳統(tǒng)古建筑屋面構(gòu)件的藝術(shù)風(fēng)格。其中，鋼正身椽間的椽檔采用鋁單板成型的椽補(bǔ)檔處理方法；翼角部位的施工在對(duì)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)體復(fù)測(cè)后，翼角椽、角梁的空間布置按實(shí)測(cè)結(jié)果進(jìn)行計(jì)算機(jī)深化設(shè)計(jì)，并做1∶1實(shí)體模型進(jìn)行套樣編號(hào)，依樣對(duì)異型構(gòu)件包裝成型，使其成型后的檐椽面、線、變截面均符合仿古建筑的形制特點(diǎn)，以此代替木質(zhì)椽飛的藝術(shù)效果。

3 技術(shù)方案的實(shí)施過程

3.1 工藝流程

仿古建筑鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)架驗(yàn)收→現(xiàn)場(chǎng)復(fù)測(cè)→與專業(yè)加工廠確定鋼椽裝飾方案→二次深化設(shè)計(jì)→翼角部位做1∶1實(shí)樣→制作胎具→工廠加工(翼角椽編號(hào)加工)→成品驗(yàn)收→測(cè)量放線定位→正身椽鋁單板安裝→正身椽補(bǔ)檔安裝→翼角鋁單板編號(hào)組裝→檐口、構(gòu)件接口、接縫處細(xì)部處理→封檐板密封處理→清理驗(yàn)收。

3.2 關(guān)鍵技術(shù)實(shí)施

1)鋼椽裝飾方案及二次深化設(shè)計(jì)。

鋼椽包裝選用強(qiáng)度、耐久性好的鋁單板為裝飾材料，經(jīng)過裁剪、折邊、彎弧、焊接、打磨等工序，由工廠化加工成所需的形狀和尺寸，最后在構(gòu)件上進(jìn)行符合古建筑風(fēng)格特征的氟碳面漆噴涂。在構(gòu)件制作前先對(duì)現(xiàn)場(chǎng)已安裝完成的鋼椽構(gòu)件及椽檔間距進(jìn)行復(fù)測(cè)，按實(shí)測(cè)結(jié)果應(yīng)用計(jì)算機(jī)對(duì)鋼椽之間的檔距進(jìn)行統(tǒng)籌調(diào)整、均分和排版設(shè)計(jì)，對(duì)正身椽及翼角部位等裝飾椽分塊編號(hào)，然后繪制鋁板加工圖。正身椽、正面、側(cè)面大樣圖見圖1，圖2。

2)鋼正身椽包裝固定。

鋁單板裝飾構(gòu)件制作成型后，先在椽頭以椽的出挑和起翹確定鋼連檐(傳統(tǒng)仿古建筑中連檐是指固定檐椽頭和飛椽頭的連接橫木)的位置，保證連檐的空間曲線自然、順暢、優(yōu)美，本工程由于構(gòu)造要求鋼連檐采用50×50×5的角鋼，底面與鋼椽、屋架頂面焊接牢固，位置距椽頭80 mm；后用小線翻出第一根正身椽以及翼角椽的位置再進(jìn)行安裝。安裝時(shí)采用單個(gè)安裝，先根據(jù)放線位置安正身椽，整塊板通過四周鋁角碼采用3.2鉆尾絲及鋁板固定件與鋼椽上的木望板連接固定，鋁角碼型材統(tǒng)一，嚴(yán)格按設(shè)計(jì)間距安裝；正身椽安裝完畢后椽檔采用寬度為120 mm的鋁單板平板補(bǔ)檔，并通過四周鋁角碼與上部木望板連接固定。鋁單板包椽反折邊固定節(jié)點(diǎn)圖見圖3。

3)翼角部位的特殊控制。

a.傳統(tǒng)建筑中翼角部分從立面上看是檐口的一條由飛身椽子開始，逐漸向上翹的曲線；從平面上看，又是一條向45°斜角方向逐漸伸出的自然和緩的曲線，似展翅的鳥翼，從而形象稱之為翼角。在本工程翼角部分的鋁單板制作是個(gè)難點(diǎn)，此部分鋼椽從正身椽到老角梁是每隔一椽設(shè)置，間距較大，中間用鋁單板均勻填補(bǔ)并要反映出仿古建筑翼角的曲線。這就使鋁單板裝飾的斷面形式為變截面矩形，所設(shè)鋁單板椽頭和椽尾尺寸差異較大，與此同時(shí)，椽身和椽尾的長(zhǎng)度也在變化。為解決這些復(fù)雜的變化，此部分測(cè)尺時(shí)先在現(xiàn)場(chǎng)用三合板做1∶1木質(zhì)節(jié)點(diǎn)實(shí)體模型，排列出翼角椽的次序位置，椽身斷面由正方形變?yōu)榱庑?，由椽頭的菱形直接過渡成椽尾處薄厚不等的楔形，并呈散射狀排列，以此確定翼角部位的空間曲線；然后按照模型的尺寸試樣進(jìn)行加工，以保證成型后角度及尺寸位置的準(zhǔn)確，體現(xiàn)仿古翼角的曲線和造型。

b.本工程四個(gè)廡殿頂，每個(gè)廡殿頂有四個(gè)翼角，必須要求同一屋面的四個(gè)翼角椽斷面形狀、尺寸應(yīng)統(tǒng)一，長(zhǎng)度均按照實(shí)體模型尺寸，椽身斜形、翹曲部分應(yīng)逐根加大至實(shí)際需要尺度。需要注意的是翼角處鋁單板尾部與鋼結(jié)構(gòu)柱子連接不采用角碼安裝，而是對(duì)與鋼柱結(jié)合處的鋁單板進(jìn)行反折邊，然后打孔用鉆尾絲上于木基層底面，反折邊一方面是為了保護(hù)柱子使之安裝時(shí)不變形，另一方面起角碼固定作用。此處鉆尾絲固定時(shí)嚴(yán)禁扭曲、變形、碰傷，嚴(yán)格控制安裝精度，確保立面垂直度2 mm；表面平整度2 mm；接縫平直0.5 mm。翼角鋼椽外包鋁單板效果圖見圖4。

4)構(gòu)件連接接口、接縫的細(xì)部處理。

a.鋁單板安裝時(shí)，鋁角碼固定處留有15 mm的分隔縫，為保證仿古建筑檐椽的整體效果銜接自然、統(tǒng)一，采用泡沫棒填縫，硅酮耐候膠密封的方式進(jìn)行銜接處理；正身椽、翼角鋁單板包椽安裝完成后，椽頭雀臺(tái)處與鋼連檐、瓦口木連接處的20 mm接縫處，必須用耐候膠嵌縫予以密封，防止氣體滲透和雨水滲漏。

b.接縫處理除考慮立面的裝飾效果外，更要考慮受熱膨脹后的熱伸縮量，嵌縫耐候膠注膠時(shí)應(yīng)注意：

第一，充分清潔板間縫隙，保證粘結(jié)面清潔，并加以干燥；第二，為調(diào)整縫的深度，先在縫內(nèi)填充聚氯乙烯發(fā)泡材料(泡沫棒)再注膠；第三，注膠后應(yīng)將膠縫表面抹平，去掉多余的膠；第四，注意注膠后應(yīng)養(yǎng)護(hù)，膠在未完全硬化前，不要沾染灰塵和劃傷。

c.鋁單板安裝完工后，從上到下逐層將鋁單板表面的保護(hù)膠紙撕掉，同時(shí)逐層同步拆架，拆架時(shí)應(yīng)注意保護(hù)鋁單板，不要碰傷、劃傷，最后完成整個(gè)鋁單板包椽工程的施工。正身椽外包鋁單板裝飾效果見圖5。

4 結(jié)語(yǔ)

本工程中鋁單板包椽技術(shù)在保持古建筑屋頂外形不變的前提下，采用工廠化加工，經(jīng)過技術(shù)分析和模擬實(shí)驗(yàn)，從藝術(shù)效果上采取合理的工藝流程和可靠的技術(shù)措施使構(gòu)件細(xì)部做的逼真，曲線優(yōu)美流暢，確保了成型后的裝飾效果具有傳統(tǒng)古建筑飛檐、翼角的韻味，滿足了仿古建筑的藝術(shù)效果。其施工操作更方便，構(gòu)造更安全，大大減少了施工現(xiàn)場(chǎng)的作業(yè)量，有效地降低了勞動(dòng)強(qiáng)度。經(jīng)質(zhì)量驗(yàn)收觀感評(píng)定好，分項(xiàng)工程達(dá)到優(yōu)良，受到建設(shè)單位、監(jiān)理單位和設(shè)計(jì)單位的高度評(píng)價(jià)。

Wing angle decoration technology of pseudo-classic architecture with steel structure

YANG Zhong-yang

(Shanxi 1st Construction Group Co., Ltd, Taiyuan 030012, China)

Combining with engineering examples, according to wing angle construction features of pseudo-classic architecture, applying secondary design and actual model control methods, the article determines rational construction technology, summarizes wing corner decoration technology procedures and operation points of single aluminum board on the basis of modern steel structure. As a result, it effectively guarantees the structural safety and ancient architectural arts effect.

steel structure, pseudo-classic architecture, steel rafter, wing angle， single aluminum board, aluminum corner

1009-6825(2014)36-0106-02

2014-10-16

楊忠陽(yáng)(1976- )，男，工程師

TU231

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