淺談古建混凝土預(yù)制構(gòu)件的可行性分析

沙玉廣+楊振

摘 要：中國古代建筑是以木構(gòu)架為主的一種結(jié)構(gòu)方式，隨著歷代建筑藝術(shù)的發(fā)展演變，如今較多的仿古建筑都是以鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)為主。通過力學(xué)性能、耐久性、施工周期、工程造價、外觀、環(huán)保節(jié)能方面六方面進(jìn)行比較，闡述混凝土預(yù)制構(gòu)件的可行性分析。

關(guān)鍵詞：混凝土；古代建筑；環(huán)保節(jié)能

中國古代建筑是以木構(gòu)架為主的一種結(jié)構(gòu)方式，隨著歷代建筑藝術(shù)的發(fā)展演變，如今較多的仿古建筑都是以鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)為主。斗拱、雀替、假梁頭、垂柱頭等古建筑構(gòu)件形式現(xiàn)已演變?yōu)轭A(yù)制混凝土構(gòu)件。斗拱體系（由斗、拱、升、昂、翹等結(jié)構(gòu)構(gòu)件組成）是其特有的形式，作用是用來支撐屋檐，在屋頂和梁柱之間起著過渡作用。斗拱已失去了其原有的功能變?yōu)檠b飾品。它用混凝土預(yù)制，通過預(yù)埋鐵件焊接等方式，與墻 梁（檐檁 額枋）柱連接固定。對照（清式營造則例），按斗拱構(gòu)件 如坐斗，正心瓜拱，正心萬拱，翹，昂，外拽瓜拱，螞蚱頭......分別用混凝土光模制作。然后，在需要安裝斗拱的地方，用高強(qiáng)度粘接劑把構(gòu)件拼接粘接成完整的斗拱。在混凝土假檐檁底預(yù)埋鐵件，與斗拱頂部的挑檐枋連接。在螞蚱頭和最下一個昂的靠墻面，分別預(yù)埋鐵件，與墻面連接。

在這里通過力學(xué)性能、耐久性、施工周期、工程造價、外觀、環(huán)保節(jié)能方面六方面進(jìn)行比較，闡述混凝土預(yù)制構(gòu)件的可行性分析。

1 力學(xué)性能比較

斗拱由古建筑中的受力件徹底變成了裝飾件，雀替、垂柱頭等預(yù)制構(gòu)件為裝飾構(gòu)件，不承受任何荷載。并且預(yù)制構(gòu)件采用鋼筋混凝土構(gòu)件，混凝土強(qiáng)度等級在C20以上，保證了強(qiáng)度及穩(wěn)定性。故這些構(gòu)件使用混凝土預(yù)制，能夠滿足承載力及穩(wěn)定性，在力學(xué)性能方面可行。

2 耐久性分析

在近二三十年中，仿古建筑的設(shè)計建造也經(jīng)歷了一個發(fā)展變化的過程。開始時，人們是完全按照古代木構(gòu)建筑的材料和技術(shù)，建造一些木結(jié)構(gòu)的園林、寺廟、住宅。隨著時間的推移以及由于對木材過量采伐帶來的森林植被破壞，采用木材建造仿古建筑已不符合環(huán)境保護(hù)和可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的要求，于是便產(chǎn)生了用其他建筑材料代替木材建造仿古建筑的做法。木材的耐久性差，防腐、防火、防蟲蛀等性能差。大木構(gòu)件制作的古建筑在一定期限之后需要進(jìn)行維修更新。

鋼筋混凝土材料有防腐、防火、防蟲蛀、抗震和節(jié)省后期維修費(fèi)用等優(yōu)點(diǎn)。而且由于混凝土構(gòu)件都是通過支模板澆注成型的，有非常好的可塑性，可以做出各種形狀的構(gòu)部件。

3 施工周期可行性分析

預(yù)制構(gòu)件制作時，首先先制作構(gòu)件的模板，可以反復(fù)利用。根據(jù)工程的預(yù)制構(gòu)件的多少及進(jìn)度安排，本工程可以按照進(jìn)度計劃和每層所需的預(yù)制構(gòu)件數(shù)目制作預(yù)制構(gòu)件模板。為了配合土建施工隊伍的進(jìn)度，不影響施工進(jìn)度，分析計算制作預(yù)制構(gòu)件的模板數(shù)量。在施工時，安排專業(yè)的人員進(jìn)行預(yù)制構(gòu)件的制作，在工程需要之前已經(jīng)成型堆放在指定位置。當(dāng)工程需要時，可以直接取來進(jìn)行安裝。施工周期可以靈活掌握，根據(jù)施工進(jìn)度進(jìn)行調(diào)整，在總進(jìn)度中此工序成為非關(guān)鍵工序。木結(jié)構(gòu)構(gòu)件需要把每個構(gòu)件全部加工成型，在需要時逐一安裝。木結(jié)構(gòu)制作不能反復(fù)利用，只能一次使用，具有耗材、費(fèi)工的缺點(diǎn)。

鋼筋混凝土現(xiàn)澆構(gòu)件：此類仿古小型構(gòu)件形狀小而奇特，工藝復(fù)雜?，F(xiàn)澆時，需要與相連接構(gòu)件一起施工，而此類小型構(gòu)件支模、綁扎安裝鋼筋等工序相當(dāng)復(fù)雜，這樣就影響了整個工作面的進(jìn)度。另一個原因：現(xiàn)澆需要的模板在拆模時絕大部分將會被損壞，即一次性使用，也是具有耗材、費(fèi)工的缺點(diǎn)。

4 工程造價方面分析

預(yù)制構(gòu)件：由于預(yù)制構(gòu)件的模板可以反復(fù)利用，降低了材料成本，混凝土材料成本和構(gòu)件安裝費(fèi)用和其他施工方案相比工程造價低。

木質(zhì)構(gòu)件：木材材料成本價格昂貴，進(jìn)行加工工藝復(fù)雜，用工多，總體講，工程造價高。

鋼筋混凝土現(xiàn)澆構(gòu)件：此種方法有兩點(diǎn)影響造價，一是施工是在高空進(jìn)行，工效降低，也相對影響施工質(zhì)量；二是模板基本為一次性使用，耗費(fèi)材料，加大材料成本費(fèi)用。工程造價偏高。

5 仿古構(gòu)件的外觀可行性分析

混凝土預(yù)制構(gòu)件與傳統(tǒng)工藝木構(gòu)件經(jīng)油漆彩繪后外觀是一樣美觀的，而且斗拱預(yù)制安裝也具有整體性。散斗及橫拱采用預(yù)制砼，保證斗拱的整體性，由于散斗與橫拱及拱眼連體預(yù)制，重量大，安裝不方便，我們把散斗、橫拱、拱眼均分開予制，用鐵件連接。鐵件應(yīng)凹進(jìn)砼內(nèi)30mm。安裝：安裝前先在斗板及替木上彈水平控制線，然后在地面組裝拼好，無誤后方可安裝。安裝時拉通線安裝，逐一焊接，焊接完畢，用水泥砂漿，把鐵件凹陷處抹平。

6 環(huán)保、節(jié)能方面可行性分析

木材：在近二三十年中，仿古建筑的設(shè)計建造也經(jīng)歷了一個發(fā)展變化的過程。開始時，人們是完全按照古代木構(gòu)建筑的材料和技術(shù)，建造一些木結(jié)構(gòu)的園林、寺廟、住宅。隨著時間的推移以及由于對木材過量采伐帶來的森林植被破壞，采用木材建造仿古建筑已不符合環(huán)境保護(hù)和可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的要求，于是便產(chǎn)生了用其他建筑材料代替木材建造仿古建筑的做法。

預(yù)制鋼筋混凝土：模板具有循環(huán)性、可再利用性?；炷良颁摻钤南鄬Χ?，較豐富?？傮w講，預(yù)制鋼筋混凝土方案具有環(huán)保、節(jié)能的優(yōu)點(diǎn)。

綜上所述，從力學(xué)性能、耐久性、施工周期、工程造價、外觀、環(huán)保節(jié)能六方面可以證明仿古混凝土預(yù)制構(gòu)件的可行性。為了保護(hù)環(huán)境和可持續(xù)發(fā)展，仿古混凝土預(yù)制構(gòu)件應(yīng)該廣泛推廣使用。