仿古建筑设计研究

摘要：本文阐述了仿古建筑样式的发展和类型，介绍了仿古建筑的结构形式、抗震设计理论以及抗震设计方法。

关键词：仿古建筑、建筑样式、结构形式、抗震设计

1.引言

在我国建筑史中将清代以前的建筑称为古建筑，古建筑以其宏伟的气势，合理完善的结构，华丽的装修为世人所瞩目。在世界建筑史上堪称独树一帜的建筑体系，也是世界建筑史上的一朵奇葩，但是由于战争、地震等一系列人为或自然灾害的因素影响下，使我国古建筑保留甚少，而仿古建筑作为古建筑艺术与现代科学技术的结合的产物，不仅继承了古建筑造型优美、气势恢宏的特点，而且还增强了结构抗灾害能力和耐久性、并使其结构类型得到了很大的发展。这些特点使得仿古建筑行业近年来如雨后春笋得到了飞速的发展。

2.仿古建筑的建筑样式

2.1仿古建筑样式的发展

仿古建筑在建筑形式上较为忠实地模仿传统建筑，并保证建筑外观基本反映传统建筑的主要特征。在材料和施工技术上则使用了大量的现代科技。

仿古建筑的样式根据几千年来古建筑的发展而来，传统的古建筑是随着古代文化的不断进步演变而来。传统的古建筑可以追溯到六、七千年前的古代人就出现了用木棍、泥草建造出简单的穴居和浅穴居，而且在这时已经出现的“榫卯”结构。随着科学以及文化的进步在汉唐时期传统古建筑发展达到了第一次盛世，出现了大规模的建筑群，屋顶的样式极大的丰富，也出现了“斗拱”结构。然而在这之后一直没有像汉唐时期的大规模建筑群，但是由于科技的发展，传统古建筑在造型上更加细腻、美观，而且融入了大量印度、西亚的建筑风格。到了明清时期是传统古建筑的鼎盛时期，由于国家的实力以及科学技术的发展都达到了较高的水平，这一时期的建筑在规模以及样式上都达到了一个新的历史水平。

2.2仿古建筑样式的分类

仿古建筑继承了几千年来古建筑的发展到现在根据建筑样式可以分为硬山、悬山、歇山、庑殿、攒尖五种基本形式。

硬山是指屋面仅有前后两坡，左右两侧山墙与屋面相交，并将檩梁全部封砌在山墙内的建筑叫硬山建筑。硬山建筑是古建筑中最普通的形式，无论住宅、园林、寺庙中都有大量的这类建筑。

悬山是指屋面有前后两坡，而且两山屋面悬于山墙或山面屋架之外的建筑，称为悬山（亦称挑山）式建筑。

歇山是指屋面前后左右四个坡面，在左右坡面上各有一个垂直面，故而交出九个脊，又称九脊殿或汉殿，曹殿，这种屋顶多用在建筑性质较为重要，体量较大的建筑上。

庑殿是指殿建筑屋面有四大坡，前后坡屋面相交形成一条正脊，两山屋面与前后屋面相交形成四条垂脊，故庑殿又称四阿殿、五脊殿，是中国古代建筑中至高无上的建筑形式。

攒尖平面为圆形或多边形，上为锥形的屋顶，没有正脊，有若干屋脊交于上端。一般亭、阁、塔常用此式屋顶。

3.仿古建筑结构形式

仿古建筑是运用传统营造法则与现代施工技术与材料技术的完美结合，从而使得仿古建筑不但再现了古建筑的文化特征更使其抗震性能与耐久性有何很大的提高。根据建筑材料的分类仿古建筑不但继承了古建筑中的木结构与砌体结构并衍生出抗震性能优越的钢筋混凝土结构与钢结构，下面将对这几种结构进行简单的介绍。

3.1 木结构

木结构是指以木材为主要受力体系的工程结构。与其它材料建造的结构相比，木结构具以下一些优点:木材资源再生产容易；木材具有较好的保温隔热性能；由于其纹理自然具有很强的亲和力；木构件制作、施工方便；由于自重轻且所以具有较好的抗震性能；木结构的具有较好的塑性、韧性。但是木结构也有一些致命缺点：木材容易腐蚀，易受虫害，木结构的防火性能较差；木结构的各向异性个方向上的各项强度差别较大。

3.2砌体结构

砌体结构是砖砌体、砌块砌体、石砌体的总称。因为仿古建筑大量使用的是砖和石头砌筑，所以一般简称为砖石结构。

砖石结构仿古建筑具有就地取材、成本较低、耐火、隔热、隔声性能好以及施工方便等特点，而且砖石作为建筑材料有较高的抗压能力使结构的承载力提高。但砖石结构也存在许多缺点：由于砖石的体积大、自重大砌筑用的砂浆粘结力较弱因此结构的抗拉、抗弯、抗剪性能较低，抗震性能差；砖石一般体积大、自重大所以材料不易运输生产率较低。

3.3钢筋混凝土结构

钢筋混凝土结构仿古建筑是指仿古建筑的主要结构构件为钢筋混凝土材料建造的仿古建筑结构。由于钢筋混凝土结构有较好的整体性、可模性、耐久性及耐火性而且其工程造价较低所以是仿古建筑中使用最为广泛的一种结构形式。

钢筋混凝土可以根据需要浇注成各种仿古结构构件，能够较好的重现古建筑的外形，钢筋混凝土材料易于运输，建造成本较低，建好后具有良好的耐久性、耐火性、抗震性。

3.4钢结构

钢结构仿古建筑是指仿古结构构件是由热轧型钢、钢板或冷加工成型的薄壁型钢制造而成的仿古建筑结构。钢结构的特点主要有:材料强度高、韧性和塑性好；制造施工简便，施工周期短；钢结构质量轻，有较好的抗震性能；钢材材质均匀，符合力学计算的假定；可重复利用，符合可持续发展的要求。但钢结构的耐腐蚀性差、耐热不耐火、造价成本高使得钢结构在仿古建筑应用中有许多局限性。

4.仿古建筑结构的抗震设计理论

仿古建筑在结构的抗震设计时设计人员通过对工程实际经验的总结提出了“小震不坏，中震可修，大震不倒”的三水准的设防标准，这是为了保证人们生命安全同时兼顾经济节约的设计原则，以概率论为基础提出的设计方法。 第一水准是考虑多遇地震，结构在使用期间，遭遇这类强度较低的地震频率较高。在遭遇这类地震时结构应当不损坏且不需要修理，这就要求结构在遭遇这类地震下应处于弹性状态，可以假定服从线性弹性理论，用弹性反应谱进行结构的地震作用计算，截面设计应满足承载力要求，并控制结构弹性变形符合要求。第二水准是考虑基本烈度设防地震，结构在遭遇基本烈度的地震作用时，允许整体结构达到或超过屈服极限，产生一定的弹塑性变形(这时钢筋混凝土结构会产生裂缝)，结构依靠自身的塑性变形消耗地震产生的能量，从而使结构可以保存下来，经过维修结构依然可以使用。在这类地震作用下，结构的抗震设计应考虑结构的弹塑性变形。第三水准是考虑罕遇地震在罕见强烈地震作用下，结构进入较大的弹塑性变形状态，部分结构破坏，但应避免结构的整体倒塌，保证生命安全，在罕遇地震的作用下结构抗震设计则完全是为了防止结构倒塌的设计。

5.仿古建筑的设计方法

古建筑的设计及施工主要以不断积累的经验、方法为主。仿古建筑在设计要做到神形兼备，就必须按照古建筑结构形式及尺寸模数进行设计。然后根据现代现行的抗震规范进行计算、设计保证结构的可靠性及安全性。最后运用现代计算机技术进行建模、计算分析。只有这样才能保证仿古建筑既满足古建筑的外观样式又能满足现代结构的抗震以及安全需要。在仿古建筑设计最开始时，设计人员根据建筑的作用、整体美观效果来确定仿古建筑的屋面形式、外形尺寸、屋面举折情况等，然后根据仿古建筑的建筑模数确定各构件的几何尺寸将整体结构的建筑模型确定下来，最后根据简化结构模型计算，并用计算机对结构进行内力验算，复核各结构构件是否满足承载力以及抗震需要。

6.结束语

仿古建筑沿用了传统古建筑的样式，采用现代先进的设计、施工、材料技术，使得仿古建筑既能展现传统古建筑的宏伟气势，有具有现代结构的可靠性、安全性。这是将传统文化与现代先进技术的完美结合，相信随着经济文化的发展仿古建筑的使用将更为广泛，所以仿古建筑必然会在建筑领域获得光明的前景。

参考文献

[1] 李侃.仿古建筑兴起的文化因素,艺术评论,2009,3,72-75.

[2] 梁思成.中国建筑史话,天津,百花文艺出版社,1998.