古代土木工程特点篇1

Abstract: The ancient building is an important part of Chinese culture, it has an extremely important role in its effective protection. With the continuous development of society, the traditional wooden structure defects such as sickness, fire, corrosion, structural forces are increasingly evident, the use of modern construction technology is essential in order to ensure its original characteristics, this article will undertake a thorough analysis and discussion on the application of modern construction technology in the antique building.Key words: modern construction technology; antique buildings; application

中图分类号：TU74文献标识码： A 文章编号：2095-2104（2012）06-0020-02

1前言

中国悠久的历史创造了灿烂的古代文化，而古建筑便是其重要组成部分。中国古代涌现出许多建筑大师和建筑杰作，营造了许许多多传世的历史文化古迹，如宫殿、陵墓、庙宇、园林、民宅等，成为举世瞩目的文化遗产。历经了数千年的演变，其独特的结构方法和布置规模始终没有改变多少，并且是世界上独具风格的一门建筑学科，是世界建筑艺术宝库中的一颗璀璨明珠。中式传统古建筑以木结构为主，在平面处理、艺术造型及材料选用等方面都有许多自己的特点，但随着社会的飞速发展，科技越来越发达，建筑业新材料新技术等的应用及发展，传统木结构在延年、防火、防腐、结构受力等方面的缺陷也日益明显，新技术、新材料的运用越来越多的使用在仿古建筑的设计和施工中，这也是对中国古建筑文化的继承与发展。现代仿古建筑多以钢筋混凝土为主体结构，改变了传统中国古建筑以木结构组合为主的受力系统，吸收了传统中国古建筑风格的精华，在钢筋混凝土结构的基础上，将传统古建筑的造型、部件等，作为装饰效果，从而达到建筑上的仿古目的。以下本文将就现代建筑工程技术在仿古建筑中的应用谈几点体会，希望能为同行在仿古建筑工程设计及施工中提供一些参考。

2中国仿古建筑

20世纪50年代开始至今，国内涌现了一大批的仿古建筑。不论是在大的文化名城如北京、天津、南京、杭州，还是在小的古镇等地方，我们到处可以看到，而近年来这种趋势仍然有增无减，随着社会经济建设的发展，越来越多的建设项目被设计成仿古建筑风格，包括社会公用设施、旅游度假、餐饮、娱乐等建设项目，成为了城市发展的重要组成部分，例如：天津的古文化街、鼓楼商业街等。同时留存下来的历史风貌建筑的维护与保养也成为了现今建筑行业的新课题，

3仿古建筑特征

对于何谓仿古建筑，学界有各种不同的看法，比较一致的观点是：仿古建筑指在建筑形式上较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，其结构、材料及施工技术方面均反映近现代建筑的主要特征，是近现代的建筑作品。仿古建筑多为钢筋混凝土结构，采取一定的措施达到本质效果。目前，很多人觉得有些传统建筑的形象表现在新建筑上，就认为是仿古建筑。到底怎样的建筑才算是仿古建筑，经过一些参考文献的记载具有以下特种：

1、建筑单体须存在传统三段式构图，即台基、屋身、屋顶，并且主体建筑的屋顶为传统形式。

2、三段式立面比例须接近传统建筑比例。

3、立面外观上不同程度地体现传统建筑结构及装饰风格，或有木隔扇门窗、或有斗棋挑檐、或有雀替挂落、或有彩画灰塑等。以上三条缺一不可．方为仿古建筑。我们不可将带有一点传统色彩的新建筑，或在传统建筑风格基础上进行创新的建筑称为仿古建筑。

4现代施工技术在仿古建筑中的应用分析

中国古建筑虽然历经了数千年的演变，但其独特的结构方法和布置规模始终没有改变，并且是世界上独具风格的一门建筑学科，是世界建筑艺术宝库中的一颗璀璨明珠。中式传统古建筑以木结构为主，在材料选用、平面处理和艺术造型等方面都有许多自己的特点，但随着社会的发展与进步，传统木结构在延年、防火、防腐、结构受力等方面的缺陷也日益明显，新技术、新材料的运用越来越多的使用在仿古建筑的设计和施工中，这也是对我国古建筑文化的继承与发展。现代仿古建筑以钢筋混凝土为主体结构，改变了传统中国古建筑以木结构组合为主的受力系统，吸收了传统中国古建筑风格的精华，在钢筋混凝土结构的基础上，将传统古建筑的造型、部件等，作为装饰效果，从而达到建筑上的仿古目的。

4.1 从结构上与传统木结构施工进行比较

从结构上分析，采用混凝土结构代替或部分代替木构架有下列优点：

1、可节约森林资源保护环境，减轻消防控制负荷，同时可解决防虫、防腐等问题。

2、可充分发挥现代建材的优势，提高结构安全度。

3、可利用混凝土的可塑性，采用现代施工工艺满足多件仿古构件艺术线条的统一时还可以达到木构架的总体艺术效果。

4.1.1实例引用介绍：

下图为本人曾参与的一项仿古建筑施工工程的施工及效果图，见图1、图2。

图1 该仿古建筑钢筋混凝土框架施工图

图2 该仿古建筑效果图

该项目为高档会所工程，集服务、餐饮、洗浴、娱乐、会议于一体，建筑面积：3220.5m2，地上2层，首层层高6m，二层4.5m，檐口标高10.5m，屋脊最高点标高18,258m，首层室内外高差0.6m。设计使用年限为50年，防火设计耐火等级为二级，抗震设防烈度为8度设防，结构形式为钢筋混凝土框架结构，独立柱基础，屋面为坡屋面，边设天沟排水，混凝土标号为C30。

外檐及仿古构件采用干挂石材饰面，外檐保温采用岩棉外包玻镁板，屋面采用青石板瓦饰面，屋面防水采用爱舍宁防水卷材。

该工程采用现代钢筋混凝土施工工艺，辅以干挂石材工艺做出外檐仿古效果，既保证了结构安全，又达到了仿古的总体艺术效果。

4.2 从效益上与传统木结构施工进行比较

从效益上分析，该工程采用混凝土结构代替或部分代替木构架有下列优点：

1、混凝土仿古构架取代传统的木构架形式，综合环保、资源、经济、技术、艺术方面，具有深远的社会效益。

2、仿古混凝土构件模板质量的好坏决定着构件的质量。曲线部分采用特制工具式钢模，易于保证工程质量。

3、混凝土斗、拱连体制作，可减少安装工作量，加快安装速度。

4、钢筋混凝土仿古建筑，部分构件采用预制安装，与全现浇结构相比，施工灵活、方便，可加快施工速度。

5、仿古建筑中，混凝土构件安装采用刚性连接节点，代替了古建筑木结构构件的榫卯安装，提高了结构的安全度、耐久性。

6、现代施工技术可满足同类构件、多件尺寸及艺术线条的统一，安装后可达到木构架的总体艺术效果。

4.2.1 实例引用分析：

某工程是一个规模、难度较大的钢筋混凝土框架剪力墙结构的仿唐式三层四檐古建筑。建筑总高73.9m，古建筑面积为8222m2。采用钢筋混凝土预制古建筑斗、拱、枋安装及现浇圆柱、月梁、枋组合成的一座古典式建筑。该工程要求混凝土表面平整光洁、曲线优美、尺寸一致、不再进行抹灰装饰。使彩绘在混凝土构件表面处理后，直接进行。鹳雀楼复建工程中用材之大(斗口、拱宽达280mm)，安装难度之大(单个拱件达100kg以上)，且安装数量也多(斗有19种5700余件、拱有21种2900余件，加上枋总计有1.1万件之多)，尚属国内少见。由于预制混凝土斗、拱质量优异，为构件安装分项达优创造了良好的条件。在施工过程中，使QC小组以《运用QC方法，确保该工程预制构件安装分项创优》为课题的活动成果，获2000年度全国优秀成果奖。这些都为主体分部创优打好了基础，QC小组另一成果《创新仿古异形混凝土结构的施工技术》又获2001年度全国建设工程系统优秀奖。该工程2003年被评为鲁班奖工程。工程及其景区门殿、门房、商业用房(均为单层仿古建筑，仿古建筑面积为3170m2)工程的施工中采用本工法组织施工，构架质量优异。设计、监理、建设单位都较满意，并受到多位来过现场的古建专家的好评，使安装完的构架达到了木构架所表现的艺术效果。同时企业也取得了良好的经济效益，仅异型模板设计就节约木材255m3，节省投资42.74万元。

古代土木工程特点篇2

一.引 言

华夏“土木”历史纵贯古今，流播域外。从上古人类的穴居、巢居，经各个历史阶段，土工建筑和木结构建筑由产生、演化、发展、传承，形成了清晰的“土木”文脉，凝结了灿烂的中华文化，饱含了系统的科技内容，产生了深远的传播影响。时至今日，虽然建筑材料按其组成分为金属材料、硅酸盐材料、高分子材料三大主要系列，建筑结构按其构成划分为钢结构、钢筋混凝土结构、砌体结构三大主要类型，然而建筑类专业及其学科尚明确冠以“土木”二字。如以大兴土木、土木工程等。这说明，“土木”具有传统的深远意义和现代的科学意义。

国内外一些学者，对中国“土木”文脉虽有研究，但对其渊源的分析还不甚系统、不够深入。人们对中国古代建筑的土木为材、土木结构的鲜明特征，对其成因各有一些不同的看法，有人认为是由于“多木材而少佳石”属自然资源问题；有人认为“缺乏大量的奴隶”是人力资源问题；有人认为中国“在技术上突破了木结构不足以构成重大建筑物要求的局限”是结构技术问题；另有人认为是地理环境问题；更有人认为是经济发展问题等等不一而足。

本文对中国“土木”文脉和流变，进行了多角度、多层面、多学科的深入探索和系统研究，提出了一些新的见解。

二.“土木”的历史渊源

中国建筑从起步就与“土木”结下不解之缘，且源远流长。“天生五材”（《左传·襄公二十七年》），五材即“金、木、水、火、土。”其中“土”、“木”是建筑的基本材料和主要材料，而其它三材料是建筑的辅助材料和次要材料。“土”、“木”是人类使用最早的天然建筑材料，也是中国古代使用最多的建筑材料。与西方古代的石材建筑传统相比，中国古代建筑的鲜明特点是土木为材、土木结构，以土木为始，而后一脉相承，成为中国建筑用材之历史主流。中国“土木”的历史渊源有着多方面的背景因素，是由一系列历史条件所决定的。

1. 地理背景

“广谷大川异制，民生其间者异俗”（《礼记·王制》），中国“土木”文脉的形成与华夏大地特定的地理背景密切相关，是依照具体的地貌、地势、地质等因素，因地制宜而产生和发展的。

1.1地貌方面

“上古穴居而野处”（《易·系辞传》），原始初民在自然形成的山洞里居住。后来基于居住天然洞穴的经验，开始探索利用合适地貌挖掘人工洞穴。在黄土地带的台地断崖上掏挖横穴，以及“因陵丘挖穴而处”（《墨子·节用中》），在山坡横向挖穴。

1.2地势方面

始初，人类依地势高低而“下者为巢，上者为营窟”（《孟子·滕文公下》）。在南方多居橧巢，于低洼潮湿地带巢居；在北方多居营窟，于高亢黄土地带穴居。

1.3地质方面

黄土是由砂粒、粘土和一定量的石灰质颗粒组成的混合物。黄土质地细密，粘度较高，有很好的可塑性和很高的粘结性，能将砂等颗粒很好地固结，形成较好的整体性和稳定性。黄土的土壤结构呈垂直解理，抗剪切强度较高，易于壁立而不易坍塌。这些都便于洞穴的挖作。

2.生态背景

物竞天择，适者生存。自然界中，生存的人类和生长的树木必然服从优胜劣态的生态规律。中国土木结构建筑体系的形成与发展，存在着深刻的生态背景。

原始的居住形式—穴居和巢居中，就饱含了“土木”生态元素。挖土穴，曾考虑到近水、免淹、防暑、御寒等生态环境；构木巢，也考虑到防毒蛇、拒猛兽、避潮湿等生态条件。

中国古代建筑，在其发展过程中始终融合生态元素，以创造良好的适居生态条件。例如大屋顶，具有“上栋下宇，以蔽风雨”（《易经·系辞》）及“上反以盖载，激景而纳光”（固班《西都赋》）的生态功效；木构建筑的框架体系，门窗开设灵活，能最大限度增加窗地比，为采光、通风、瞭望创造了良好的生态条件；古代窑洞，至今在陇东、豫西、陕北、晋中等地仍然可见，其中包含有冬暖夏凉的生态因素。

中国古代建筑的特点之一是木构体系，木构建筑是中国封建社会的主流。木构建筑需要大量的木材，而广茂的森林资源，正是中国大地慷慨的生态馈赠。中国位于亚洲东部，处于北纬4°至53°之间，跨越五个气候带，具备良好的树木生长的生态环境，为华夏建筑提供了充足的资源保证。

此外，“土”与“木”也存在亲密的生态关系，它们相依共存。土为木之母，木为土之华。

3.文化背景

建筑是文化的重要载体，是文化的物质表现形式。任何民族都有其特点的文化，华夏土木建筑映射着居住在中国大地之上的中华民族深刻的文化背景。重要表现在：

3.1亲恋土木的情结

中华先民很早就在自己华夏大地上，发展了无与伦比的农业文化，将大自然认作自己的母亲与故乡，构架了与自然血肉相连，同构对应的亲和关系，建立了与自然和谐共生、天人合一的时空意识，形成了以“土木为居的大地文化” [6]，产生了浓郁的“亲土”情怀和“恋木”情结。

3.2崇拜祖宗的观念

生息在华夏大地上的炎黄子孙，对以黄帝为代表的祖先怀有深情的崇拜。东、南、西、北、中，木、火、金、水、土。东方，木也，其帝太皞；南方，火也，其帝炎帝；西方，金也，其帝少皞；北方，水也，其帝颛顼；中央，土也，其帝黄帝。黄帝居中，属土。土者，木之母；木者，土之华。土木之制为祖宗创造，是千古成法，土木不可分离，土木遗制不容更改。因此，中国古代建筑的一个鲜明特点便是以土木为材。

3.3表征形象的文字

象形会意的汉字，揭示了中国建筑一定的文化内涵。象形是描摹实物形状的造字方法，属六书之一。例如，反映建筑形貌的“宫”、“室”、“宅”，其甲骨文的字形就是将建筑形状以最简化的图示而表达出来的“字体”[3]，它们分别刻画了建筑的平面、立面、剖面的形貌特征。至今的建筑图纸就是用平面图、立面图和剖图来全面表达建筑设计的。象意也叫会意，也属六书之一。它是利用已有的字，依据事由加以组合，表示出一个新的意义的造字方法。例如，反映以土为材的建筑方面的汉字：墙、垣、壁、壕、壩（坝）、堰、坯、坊、墰（坛）等；又如，反映以木为材的建筑方面的汉字：材、板、梁、栋、枋、栿、檩、柱、楹、栱、栌、架、檐等。再如，从穴居的“穴”字派生的建筑方面的汉字，穹、窑、窠、窟、窗等。

“土木”的文化背景影响深远，形成有“唯土木是尊”的仿木文化现象。无梁殿、石牌坊、砖塔等砖石建筑，都因袭了大量的仿木成分。北京明十三陵石牌坊就是一个范例，可视为“五间六柱十一楼”的木牌楼的翻版。

4.技术背景

建筑的形成和发展总是与一定的建筑技术水平相适应的。建筑本身的功能要求是促进建筑技术发展的重要因素，而一定水平的建筑技术又是促使建筑功能提高的重要手段。中国“土木”文脉的形成，与“土”、“木”的材质性能 、加工手段、建造方法、结构形式、构造特点等技术背景因素息息相关。

4.1土材技术

古人在长期实践中对土的性质有所掌握并加以利用，利用粘聚性，挖穴营窟；利用粘土水合后的流动性和可塑性制造了土坯（人类最早的人工免烧砌块），制成胶泥用作粘结和抹面，进行泥塑（如独乐寺观间阁、灵岩寺千佛殿）；利用土质材料的导热性差的特点，作为墙体材料，产生良好的隔热、保温、蓄热的功效；利用土不可燃烧的性能，在对建筑中一些部位的外露木构件实施涂泥防火；古代人们发现土质材料烧结后能显著提高强度、耐水性等改性的特点后，发展了一系列烧土材料，仰韶文化时期就有“烧土地面”，西周已有烧陶、制瓦技术，春秋后期已有铺地砖应用；古人在实践中发现土遇水成泥后具有粘结性能，制成了一些土质复合材料，仰韶文化时期的郑州大河村遗址的墙体就采用了草筋泥和细砂泥抹面，最迟在南北朝时期就有了以粘土、石灰、骨料（砂子、石渣、碎砖等）为原料的三合土，用作地面和地基材料，具有坚固密实、防潮抗碱的效能。

4.2土工技术

4.2.1开挖技术

长期以来，人们不断认识和利用粘土粘聚力强、整体性好、易于壁立的特点，并应用于不同时期、不同类型建筑的营建之中。原始氏族公社时期就挖穴营窟；战国时期筑城就采取了先挖基槽而后版筑的施工方法；宋代已有大型窑洞的开挖技术。

4.2.2夯打技术

原始社会人们就运用了夯打技术，而后不断发展进步。新时器时代出现了夯打工具石杵，在遗址中发现在经人工夯打过的居住面及分层夯实柱坑回填土的做法；商汤时期，都城亳已有上万平方米的大规模夯土台基；宋《营造法式》记载了筑基之制的施工方法；清《工程做法》记载有大夯灰土筑法和小夯灰土筑法。

4.2.3版筑技术

商代遗址中发现有房屋墙壁采用版筑的方法。西周时期，版筑技术有了新的进展，采用立柱、插竿、橛子等用草绑扎固定夹版（板），在其中填满泥土，以杵夯实的版筑墙体技术。

4.2.4砌筑技术

土坯的砌筑技术在原始社会就已经产生，奴隶社会应用更加广泛，而后不断提高。汉代采用了在坯内加筋（稻草、树枝等），以增强抗拉强度，提高抗弯能力。土坯砌筑技术也为砖砌体打下了一定技术基础。

4.3木构技术

4.3.1加工技术

木加工技术的先进性与时代性是相互对应的，其加工工具和加工工艺在不同的时期有着不同的发展，呈现不同的价值。原始社会的新石器时代，古人用石斧、石楔来横截木料，加工方木和板材；用石斧、石锛、石凿等加工榫卯；用石扁铲刨光木材。奴隶社会进入铜器时代，人们用青铜制作了钁、锛、斧、铲、臿、凿、钻、锯、刀等工具，使木构件的截取、平木、穿孔、削制、雕刻等加工工艺得以提高，质量更加精致。封建社会步入铁器时代，铁具的出现极大提高了木材的加工技术，使加工方法得以改进，加工速度得以加快，加工质量得以提高。尤其是尺寸更加精准，雕刻更加精湛。

4.3.2结构技术

人字屋架体现了三角形自由度为零的稳定性原理；由柱、枋、梁、檩、椽等主要承载构件组成框架结构体系，呈现出很好的整体性、稳定性和抗震性；木构建筑的柱网多采用均衡对称的布置格局，以保证整体建筑的受力合理性、结构稳定性和空间规整性。

4.3.3构造技术

结构中各联接构件均有承接和承载作用，以斗栱最具特色；木结构联结方式的突出特点是榫卯构造。它使各构件能易于装配、紧密联接、有效制约，使各节点实现紧而不固、刚柔相济、缓冲减震。在施工技术方面，人们很早已经开始利用预制装配技术与起吊搭建技术进行施工。

4.4 土木混合结构技术

（1）结构明确分工

土木混合结构的承重部分与围护部分分工明确，其显著特点是“墙倒屋不塌”。木构框架承载屋顶和楼面等荷重；墙体（包括其上开设的门窗等）起着围合空间、保温隔热、防风蔽雨等作用。

（2）材料合理匹配

土木混合结构充分体现了因材致用，各取所长的匹配原则。古人曾根据土、木材料各自的特点，创造了以“木为骨架、土为肉躯”的“木骨泥肌”的墙体，犹似今天的钢筋混凝土结构。

三.结语

中国古代建筑是以土木为始，而后一脉相承，成为中国建筑用材之历史主流，充分体现了土木为材、土木结构的鲜明特点，中国“土木”的历史渊源有着地理、生态、文化、技术等多方面的背景因素，是由一系列历史条件所决定的。这些对于全面了解和深刻认识中国古代建筑史，对现存古代建筑的维护和修缮，以及对仿古旅游建筑的设计和建造，都具有一定的指导意义和参考价值。

参考文献

[1]刘致平 中国建筑类型及结构 北京：中国建筑工业出版社 1987

[2]joseph needham.science and cicvlistation in china.vol.1 v：3 cambridge universitr press.1971

[3]李允鉌 华夏意匠 香港：广角镜出版社 1984

古代土木工程特点篇3

1.引言

中国古建筑具有其独特的结构方法和布置规模，经过了数千年的演变，已形成了成熟的独特的建筑体系，在世界建筑学科中占有着一席之地，是世界建筑艺术学库中的一个璀璨明珠。我国的古建筑主要是以木结构为主，在材料的选择和平面处理上具有其独到之处，同时在艺术造型也具有不同的特点。随着社会的发展和进步，传统的木结构在防腐和防火方面表现出了一定的不足。但是，随着建筑学的发展，特别是新技术和新材料的应用，使得仿古建筑的设计和建筑成为了可能，我国的古建筑文化在一定的程度上得到了继承与发展。现代的古建筑在吸收了传统古建筑的风格精华的基础上，大量应用钢筋混凝土等新材料，使得现代古建筑在造型和部件等上表现出更多的灵活性，从而得到仿古建筑的效果。

2.中国古代建筑的特点

中国古代建筑的结构形式采用的是木结构体系。木结构体系平面布局内心含蓄，层次丰富，均衡对称，同时在空间上，布局较为灵活，承重结构受力明确；在建筑结构设计和施工上已形成成熟的样式和工艺，可以实现模数制和构件的定型化。中国古代建筑还创造了具有独特风格的斗拱形式，并且通过色彩的装饰，实现建筑整体效果的美化，使得整个建筑结构显得庄重和华丽。中国古代建筑的结构方式有“叠梁式”、“ 穿斗式”、“ 井干式”三种，屋顶形有“硬山顶”、“悬山顶”、“庑殿顶”、“歇山顶”、“攒尖顶”和“复合顶”等。

3.工程实例

3.1工程概况

本建筑为某市一千年古寺的扩建工程。该古寺为一座殿宇宏伟、气势非凡的千年古刹，至今已有一千多年的历史，随着佛教事业的发展，该古寺的建筑规模已无法满足发展的需要，需要对该寺进行修复扩建。其中一个最主要的扩建子项为大悲殿的建造。该大殿的建筑总面积为1200m2，采用的结构形式为南方单层双重檐仿古建筑，总高度为25m，面阔七间，一共为37.8m，进深则为六间，深度一共为30.6m。屋顶的形式采用的是歇山顶，黄色琉璃瓦铺盖，飞檐翘角，气魄雄伟，檐下为七踩斗拱。室内空间高大宽敞。该大殿的建筑形式主要采用钢筋混凝土仿木结构。以下将对该大殿的结构设计进行重点阐述。

3.2结构体系

该大殿的结构体系采用的是现浇钢筋混凝土仿木框架结构。对整体进行计算采用的计算软件为SATWE程序，并采用PKPM程序对框架的主要受力配筋进行复核。该大殿的结构方式采用的是古建筑结构形式中的“叠梁式”，同时对于框架体系的处理，采用的是步架和举架的方式。跟传统的钢筋混凝土建筑相比，这种结构体系的传力途径有明显的不同，其具体的传力途径为屋面荷载通过T形屋面板传递给屋面檩条梁，接着荷载在通过梁架逐层往下传递，最终荷载将全部由最底层的框架柱承担。该大殿修建完成之后需要在大殿中供奉大尊佛像，为了确保佛像的空间，在殿内抽去了两根里金柱，这样就使得相邻柱子的间距增大，分别达到19.8m和18.6m，这种跨度在古建筑结构设计中较为罕见。该大殿的室内采用的是“露明造”的方式，为了确保其完整性，在该大殿15.5m的标高处设置了3根较叉转换梁，梁的断面长度为1200mm，宽度为400mm，这3根梁起到共同支撑其上柱子和屋面框架体系荷载的作用。

3.3屋面板的设计

木结构的屋面木基层主要是有望板和橼组成的，因此仿古建筑在屋面板的截面形式上主要设计为T形，这种形式主要为单向受力，同时板肋之间的间距较小，并且肋高也较小。同时加上该大殿的屋脊处为九五举，屋面较为陡峻，这些都使得屋面板的造型复杂化，因此屋面板进行混凝土的一次性现浇施工难度大，同时模板的支设也较为困难，这使得现浇混凝土的施工质量和外观效果难以得到保证。为了解决这个问题，本工程决定采用将屋面板设计成叠合板的方式。首先预制单块的预应力混凝土T形板，以此作为底模，接着在T形板底模上绑扎钢筋网，然后采用细石混凝土浇筑叠合层，浇筑完成之后即可实现二者的结合，使之成为一个共同的整体，共同承受荷载。在进行设计时，需要分别对叠合前和叠合后的阶段进行计算，需要计算的内容主要为强度计算、抗裂验算以及挠度验算。两个阶段都应满足施工阶段和使用阶段的受力要求。

3.4斗拱和雀替的设计

在主体结构采用钢筋混凝土的仿古建筑中，对于斗拱，是作为受力构件还是作为纯装饰构件是设计中需要考虑的问题。同时，还应考虑斗拱是采用钢筋混凝土结构还是采用木结构。根据对其他仿古建筑的观察，在一些建筑中斗拱主要采用的是钢筋混凝土预制构件，各级斗与拱之间根据跨度的不同采用不同的连接方式，分别为当跨度较大时，通过预埋件采用焊接的方式进行连接，当跨度较小时，采用座浆进行连接，在结构中斗拱主要是起到受力构件的作用。这种做法存在一定的缺点，包括做工较为粗糙，美观方面无法满足要求，而且前者构件数量较大，需要投入较多的资金用于防腐和后期维修，而后者受力不太可靠。因此经过考虑，本工程斗拱采用的是木结构，在结构中仅仅是起到装饰的作用，不考虑斗拱的受力性能。在斗拱上方存在的现浇混凝土挑尖梁以及在斗拱的中间存在的现浇混凝土家里墙，是收到屋檐荷载的作用，并起到将荷载传递给剪力墙下放的额枋的作用。在挑尖梁施工之前，应做好斗和拱的安装，并确保就位精确。

在该大殿的结构中，雀替也是作为装饰构件，同样不考虑其受力性能，主要采用的是钢筋混凝土预制构件。在施工现场采用定型模板进行雀替构件的制作。在进行主体结构的施工时，应在雀替构件的安装位置预先设置预埋件。当进行雀替的安装时，雀替与主体结构的额枋和檐柱的连接是通过预埋件焊接在一起的。

在本工程中，斗拱采用木结构，雀替采用钢筋混凝土预制结构，两者均是起到装饰作用，不考虑受力性能，与主体结构之间不是通过现浇的方式进行连接，但是它们与主体结构之间的连接采用如前所示 的方式，在加上采用油漆彩绘的方式对斗拱和雀替进行处理，从而使之与整个主体结构形成一个统一的整体，完全达到了传统木结构的美观效果。

4.结语

在现代古建筑结构设计通常是采用钢筋混凝土作为主体结构，使得不仅吸收了传统古建筑的风格精华，同时新材料应用使得现代古建筑在造型和部件等上表现出更多的灵活性。而合理地布置结构体系以及灵活地进行构造设计是有效地保证古建筑风格的关键。

参考文献

古代土木工程特点篇4

中国古代建筑是以木构架为主的一种结构方式，随着历代建筑艺术的发展演变，如今较多的仿古建筑都是以钢筋混凝土结构为主。斗拱、雀替、假梁头、垂柱头等古建筑构件形式现已演变为预制混凝土构件。斗拱体系（由斗、拱、升、昂、翘等结构构件组成）是其特有的形式，作用是用来支撑屋檐，在屋顶和梁柱之间起着过渡作用。斗拱已失去了其原有的功能变为装饰品。它用混凝土预制，通过预埋铁件焊接等方式，与墙 梁（檐檩 额枋）柱连接固定。对照（清式营造则例），按斗拱构件 如坐斗，正心瓜拱，正心万拱，翘，昂，外拽瓜拱，蚂蚱头......分别用混凝土光模制作。然后，在需要安装斗拱的地方，用高强度粘接剂把构件拼接粘接成完整的斗拱。在混凝土假檐檩底预埋铁件，与斗拱顶部的挑檐枋连接。在蚂蚱头和最下一个昂的靠墙面，分别预埋铁件，与墙面连接。

在这里通过力学性能、耐久性、施工周期、工程造价、外观、环保节能方面六方面进行比较，阐述混凝土预制构件的可行性分析。

1 力学性能比较

斗拱由古建筑中的受力件彻底变成了装饰件，雀替、垂柱头等预制构件为装饰构件，不承受任何荷载。并且预制构件采用钢筋混凝土构件，混凝土强度等级在C20以上，保证了强度及稳定性。故这些构件使用混凝土预制，能够满足承载力及稳定性，在力学性能方面可行。

2 耐久性分析

在近二三十年中，仿古建筑的设计建造也经历了一个发展变化的过程。开始时，人们是完全按照古代木构建筑的材料和技术，建造一些木结构的园林、寺庙、住宅。随着时间的推移以及由于对木材过量采伐带来的森林植被破坏，采用木材建造仿古建筑已不符合环境保护和可持续发展战略的要求，于是便产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、防虫蛀等性能差。大木构件制作的古建筑在一定期限之后需要进行维修更新。

钢筋混凝土材料有防腐、防火、防虫蛀、抗震和节省后期维修费用等优点。而且由于混凝土构件都是通过支模板浇注成型的，有非常好的可塑性，可以做出各种形状的构部件。

3 施工周期可行性分析

预制构件制作时，首先先制作构件的模板，可以反复利用。根据工程的预制构件的多少及进度安排，本工程可以按照进度计划和每层所需的预制构件数目制作预制构件模板。为了配合土建施工队伍的进度，不影响施工进度，分析计算制作预制构件的模板数量。在施工时，安排专业的人员进行预制构件的制作，在工程需要之前已经成型堆放在指定位置。当工程需要时，可以直接取来进行安装。施工周期可以灵活掌握，根据施工进度进行调整，在总进度中此工序成为非关键工序。木结构构件需要把每个构件全部加工成型，在需要时逐一安装。木结构制作不能反复利用，只能一次使用，具有耗材、费工的缺点。

钢筋混凝土现浇构件：此类仿古小型构件形状小而奇特，工艺复杂。现浇时，需要与相连接构件一起施工，而此类小型构件支模、绑扎安装钢筋等工序相当复杂，这样就影响了整个工作面的进度。另一个原因：现浇需要的模板在拆模时绝大部分将会被损坏，即一次性使用，也是具有耗材、费工的缺点。

4 工程造价方面分析

预制构件：由于预制构件的模板可以反复利用，降低了材料成本，混凝土材料成本和构件安装费用和其他施工方案相比工程造价低。

木质构件：木材材料成本价格昂贵，进行加工工艺复杂，用工多，总体讲，工程造价高。

钢筋混凝土现浇构件：此种方法有两点影响造价，一是施工是在高空进行，工效降低，也相对影响施工质量；二是模板基本为一次性使用，耗费材料，加大材料成本费用。工程造价偏高。

5 仿古构件的外观可行性分析

混凝土预制构件与传统工艺木构件经油漆彩绘后外观是一样美观的，而且斗拱预制安装也具有整体性。散斗及横拱采用预制砼，保证斗拱的整体性，由于散斗与横拱及拱眼连体预制，重量大，安装不方便，我们把散斗、横拱、拱眼均分开予制，用铁件连接。铁件应凹进砼内30mm。安装：安装前先在斗板及替木上弹水平控制线，然后在地面组装拼好，无误后方可安装。安装时拉通线安装，逐一焊接，焊接完毕，用水泥砂浆，把铁件凹陷处抹平。

6 环保、节能方面可行性分析

古代土木工程特点篇5

关键词：古典景观；构筑物；重现

中图分类号：P901 文献标识码：A

引言

中国是一个有着历史悠久的国度，上下五千年的历史给后人带来宝贵的历史传承。其中古典园林和古典建筑作为当中重要的部分。

古典建筑体型比例优美，体量根据使用特性有亲人的尺度，如苏州古典园林的拙政园，里面院子虽小，但布置的空间让人流连忘返；有宏大的尺度，如紫禁城宫殿，大力的衬托着古代君皇至高无上的地位。现今社会的浮躁风气颇浓，人们越来越向往古典中的细腻和宁静，古典文化中的精华，就如同握在手中的和田玉，细腻而柔润。而这种文化和建筑传递出来的就是现今浮夸和急燥社会中人们所需要重拾和向往的。

1.古典园林建造手法

古典园林建筑需要以各种景观及其他如山水石等衬托而出现。这跟古典造园的各种手法原理一致。第一：古典景观园林有内向和外向之分。北京的四合院，四面有围墙，大门虽然对这繁华大街，不过高高的围墙使园内和街外的林林总总相隔，使得园内有这自己的宁静和天地，这体现了古典园林和建筑中的内向格局。内向格局也体现在以水面为中心而环绕水面布置建筑。回廊、亭、榭等。内向格局造园的特质体现在有明显的向心性；而外向格局则可体现以在高山的构筑物，可以向四面瞭望，有着发散视线的作用。在当今构建古典景观园林和构筑物时，可以充分利用内向格局的作用，来营造出属于自己的天地而不受到外面的干扰，同时也要注意把握景观的均好性，使外面的人也好分享园内的景观，这就要处理好内向和外向格局，通常在实际的运用当中需要两着互相作用而达到内外兼顾。第二：古典园林和建筑极其注重主从和重点的关系，即是要分清主次，重点突出。突出重点，空间更加能表现丰富，否则会使人感到平淡无奇，如果是比较大的建筑或园林，在重点当中还应有更加集中的焦点，即是重点之中的重点。如在皇家园林中，在地势高处建塔或阁楼，形成制高点，起到控制全局之作用，理所当然的就成为了园中的重点景观。也可以利用建筑群的对称，形成气势磅礴的空间序列，如北京紫禁城，中轴线的建筑群也是整个园中的重点部分。第三：空间的对比。通过对比，可以突出各自的特点。如由小空间进入到大空间，会感到大空间比实际更大的幻觉。又如人工的四合院和自然的景观园林，人工与自然的对比，使空间更加的有趣，人工的显得更加的有条理，自然的显得更加的生动活泼。其他的手法还有很多：如藏与露，引导与暗示等等。古典园林和建筑的精华流传至今，有着薄大精深的学问需要我们考究与学习。

2.古典构筑物再现

关于古典构筑物的再现，可以有多种的手法。当中有高仿中国古典建筑的，也有通过一系列手法进行提取古典园林建筑的精髓进行改变，从而达到一种古今结合的新品种景观建筑。下面讨论一下直接高仿古典构筑物的做法。古人做功精雕细琢，可以常年累月的做好一个木雕，现今社会技术比起古代，有很多的技术支持，人们也进入了快节奏的生活历程，不可能像古人的施工做法。所以说现今建的仿古构筑物只能做到高仿，而很少做到一模一样的。比如高仿拙政园的小飞虹廊桥部分和得真亭，古代运用的结构是木、石结构。现今考虑重建的话，综合考虑经济、实用、美观、日后维护等因素，可考虑基础和主要梁和柱采用混凝土结构，屋顶构架可采用木构架、木檩条和木望板，望板上直接铺小青瓦。这就成了基础和下部框架混凝土结构上部屋盖为木结构的形式，这样处理有什么好处呢？基础和下部框架为混凝土结构是考虑了经济性和耐用性，钢筋混凝土结构在现今运用的非常成熟和广泛，使用年限也比较长，相比起木结构来说，维护费用是较低的，不过钢筋混凝土柱子直径不能做的太小，如果对尺度要求比较小的话，就只能做木结构柱了。一般钢筋混凝土圆柱直径最小做到200mm左右，如果更小的做到180mm或者160mm的话，则考虑钢筋混凝土柱子的长细比和施工难度增大性，可以考虑木柱子。再说说屋架部分和屋盖部分，屋架考虑美观要求，高仿了传统的屋架做法，传统的木桁条木椽子与吊柱的互相搭接，给人原汁原味的古建感觉（见图1）。

图1 拙政园小飞虹水廊

为什么屋架考虑木结构而非混凝土结构呢？这是因为古建的屋架搭建的很美，本身就是一种结构表现出来的艺术，考虑人在廊、亭下仰视，为了在高仿的过程中为表现原汁原味的感觉，亭、廊不做吊顶处理，直接把屋架作为一种艺术美呈现在人们眼前。屋架采用木结构形式一是考虑了传统古典廊亭构筑屋屋架木梁跟吊柱的搭接方便性，传统的木结构搭接主要方式是隼接。如果屋架改用为混凝土梁和吊柱形式，一方面因为梁和吊柱一般都是圆柱形，它们之间的交接面不好处理，另一方面考虑的是混凝土梁的跨度和横截面的尺寸问题，不能像木梁那样做得那么细，一般木屋架木梁的圆柱尺寸只有120~220mm之间，而混凝土梁的尺寸做的那么小有一定的难度。

除了主要的结构部分，还有其他的装饰细部做法，细部的成败直接影响廊亭的美观。如挂落、特色栏杆，窗漏等，传统的古建这些细部节点是必不可少的，有着浓郁的文化气息。传统古建筑的这些细部做法大多数都是木隼接而成，然而现今木隼接做法比较少应用，挂落如果做成木的要技术娴熟的木工费时费力，很多工程都有一定的时间和经费约束。另一方面考虑的是木构件的使用年限和维修费用比较高，因此这些细部的装饰做法可以考虑铝合金或者是混凝土制作而成，采用这些非木的构件当然也需要一定的维修成本，比如金属的构件需要考虑防止锈化和油漆作为保护层，但比起木来说有很多的优势的。毕竟木构件需要考虑的因素比较多，如防虫、防腐、防火、用于温差大的室外地方其老化程度是比较严重的。当然，如果要考虑使用者触摸的感受，需要原汁原味的古建味道，使用木制作也是可以的。

古代土木工程特点篇6

盐业考古最基本的问题是当考古学家面对着出土遗物单一、文化堆积深厚的遗址,如何科学判断这类遗址的性质,即首先的问题是如何判断这类遗址是用来制盐的。根据文献记载,按照成盐方式,古代制盐工艺主要可以划分为两大类:煮(煎)盐和晒盐⑥。从两种工艺的出现时间看,煮盐要早于晒盐。早期煮盐工艺主要应用于海盐、井盐的生产;而晒盐则主要被应用于池盐的生产。直到宋元以后,海盐的生产才逐渐改用晒的工艺。因此确定制盐遗址的科学根据应该是制盐的最终产物中是否有可能存在保留至今的一些遗迹现象,可以用来判断遗址性质并恢复制盐工艺。目前为止,可见的科技考古分析主要集中在陶器表面含盐量的检测之上⑦。关于这一点,我们曾经指出一些遗址如山东的阳信李屋、大荒北央等遗址因地处高盐碱地区,本身盐碱化程度很高,因此陶器表面的盐并不一定是制盐时期的遗留;同时食盐是极易溶于水的物质,即便是制盐陶器,由于长期埋藏于地下,随着地下水的流动,附着在陶器上的盐很易溶失。因此,这些陶器表面的盐晶体是由于后期埋藏过程中土壤的盐碱浸入还是制盐时遗留下来的,结果是值得考虑的。

单纯分析陶器的含盐量或者NaCl元素在器壁截面的分布情况来判断陶器是否和制盐相关,其结论可能会存在一定的疑问⑧。并且根据一些学者的模拟实验,在用陶器煮盐的过程中,由于陶器的高气孔率和吸水率,使得卤水很快就渗入到陶器器壁并且渗出器表,在煮盐时会很快就在器表形成食盐结晶⑨。因此分析陶器的含盐量与制盐是否有关是存在一定问题的。综上所述,只有找到煮盐遗迹中可能会遗留下来不易流失的物质遗存,才能作为遗址是否和制盐相关的标志。同时,我们还提出只有考古和科技分析的密切配合,针对不同考古现象设计不同的科学分析方法,分析不同的考古遗物,才能真正比较全面客观地反应遗址的真实面貌。2008年,由山东省文物考古研究所和北京大学考古文博学院联合发掘的寿光双王城制盐遗址,全面揭露出商周时期渤海南岸制盐工业的考古学文化面貌,为我们了解商末周初制盐工艺提供了非常合适的契机。通过科技分析和考古发掘相互配合,我们初步复原了该遗址的制盐工艺流程中几个重要的问题。由于有关制盐工艺问题的相关研究文章已经发表,本文仅从利用寿光双王城制盐遗址中各个环节的分析结果来复原当时的制盐工艺流程的角度,来探讨科技手段如何能够在盐业考古过程中最大地发挥作用。根据地下卤水的成因理论,卤水的主要形成原因是由于海陆变迁时期,海水退却,部分仍留在内陆的海水通过水气界面蒸发,浓度增加,比重加大,下沉渗流至泥沙层中聚集,再经环境变化,逐渐形成。由于卤水为离子浓度很高的硬水,内中有大量的钠、钾、钙、镁等碱金属和碱土金属离子以及氯离子、硝酸根、硫酸根、碳酸根以及碳酸氢根等阴离子,可以形成种类丰富的盐类。

在卤水湖形成的过程中,溶解度最低的一些盐类最先从卤水中析出,主要是钙、镁的碳酸盐,这是由于钙镁的碳酸盐,特别是碳酸钙在水中的溶解度相当低。所以在富含卤水的区域,有大量的灰岩和白云岩等碳酸岩存在⑩。推而广之,卤水的形成原理提示我们在制盐工艺中,一定有相当量的钙镁碳酸盐会产生。其形成原理就如我们日常煮水,时间长了很容易在水壶底部形成主要成分是碳酸钙的水垢。而卤水中阴阳离子的含量是日常饮用淡水的数千倍甚至上万倍,因此煮卤水要比蒸发淡水更容易且一定会析出各种盐类。由于氯化钠为制盐的最终目的物,而其它的氯化物、硝酸盐等盐类很容易再次溶于水,通常情况下制盐遗址内此类遗迹非常不容易保存,只有碳酸钙、碳酸镁等碳酸盐极微溶于水,很容易保留至今。如果在某遗址中大量存在类似的遗迹现象,应该可以判断这类遗址至少和蒸发硬水有关,若和周边的环境联系,则能够很容易的证实该遗址是否是制盐遗址。见诸报道的在遗址中发现大量碳酸钙镁沉积物的例子非常之多。如重庆中坝遗址曾经发现在第三期的土中存在大量钙化物的现象。根据和汉代煎盐铁盘中的白色沉积物以及现代制盐工厂废弃物的分析比较,证明这些遗迹都是碳酸钙(镁)盐,应该都是制盐的过程中形成的辑讹辊。而对德国南部铁器时代一些地点出土的制盐陶器进行分析,显示这些陶器内都遗留有灰白色的碳酸钙,体积占到总容积的三分之一以上,研究者认为这是煮盐过程中形成的輰讹辊。我们最近对四川盐源制盐遗址调查取样的分析结果,也表明该遗址中存在着大量的碳酸钙类沉积物。显然,钙镁碳酸盐的大量存在应该是判断一个遗址是否是制盐遗址的最好的证据。

制盐工艺的判断

双王城遗址中大量碳酸钙(镁)遗迹现象的发现,不仅证实了该遗址的性质确为制盐遗址,同时亦使得我们能够依据这些碳酸盐进行制盐工艺的进一步推断。我们分析了碳酸盐的O、C和Sr同位素的比值。根据O同位素比值,我们计算了这些碳酸钙的形成温度,结果表明盔型器和盐灶周围的碳酸盐形成温度为50℃左右,而宋元时期的碳酸盐形成温度则为80℃。结合煮盐所用工具以及碳酸盐结晶于食盐之前的情况,我们推断商周时期制盐温度在60℃左右,而宋元时期铁盘煎盐可以达到沸腾状态。同时,O和C同位素以及Sr同位素的结果都证明,煎盐所用卤水为地下卤水而非海水,这一点不支持最初的煮海为盐的假设,而与考古发现地下卤水井的事实完全吻合。此外,对于O14A的遗址周边砂土堆积中碳酸盐矿物的分析结果显示,从坑井到方坑(蓄卤池)的整个水流过程,可能是一个杂质逐步去除的过程,当然在如此短暂的流动时间,不可能如晒盐一样将碳酸盐和硫酸盐等不溶杂质全部除去,但是其含量也得到了大大降低。综上所述,制盐 遗址中大量的碳酸盐对于复原制盐工艺有着相当重要的作用,由于它是制盐过程中直接生成的,而且也是唯一能保存下来的遗存,是制盐遗迹的直接证据,因此在以后的研究中需要我们特别地加以关注。

遗迹单位功能判断

1.双王城遗址盐灶小坑的可能功用盐业考古不同遗迹中碳酸钙(镁)的含量高低,也对我们在分析一些遗迹单位(或遗迹现象)在整个遗存中所处的地位提供了重要的判别信息。以寿光双王城为例,在制盐作坊的发掘过程中,对称分布于盐灶两侧的数十个圆形小坑的功用一直存疑。关于这些小坑,发掘者认为应是搭建灶棚时挖掘的柱洞。但亦有学者认为这些小坑很有可能和盐灶两侧的大方坑的功能近似,是制盐的遗迹,可能和提高卤水浓度有关。为了确证这些小坑的功用,我们取得了014B南侧两个经过解剖的小坑内壁的土样,进行了相关的化学分析。土样的显微镜观察结果显示,这些黏土中包含有大量的木炭颗粒,同时土样的含沙量很高,并不适合做防渗水的胶泥类黏土使用。化学分析的结果表明两块黏土的化学组成非常近似,说明二者的来源是相同的。同时两块黏土的Al2O3(三氧化二铝)含量较低,这表明和显微观察的结果相似,黏土的含沙量较高,而土质含量则相对较低。这两块黏土的另一个重要特点是其所含有的CaO(氧化钙)和MgO(氧化镁)的含量相比较高,尤其是MgO的含量。和遗址周边生土的对比分析结果表明,小坑内黏土的MgO和CaO的含量较其他遗迹的黏土显着提高,特别是MgO,含量高出一倍以上,这一点是需要注意的。由于这两种离子在卤水中含量很高,而又是食盐中的杂质离子,因此这两块黏土很有可能是提纯卤水后的产物。小坑内之黏土富含Mg、Ca离子,同时土壤中包含了大量的木炭颗粒,使我们很容易联想到加入草木灰去除Mg、Ca离子的措施。因此这些小坑的作用很可能是使用草木灰去除Mg、Ca离子杂质,同时提高卤水纯度的。这和遗址周边大量存在的草木灰池可能具有类似的功能。

古代土木工程特点篇7

中图分类号： K826.16文献标识码：A 文章编号：

土木工程的建设由来已久。由原来的伐木采石，模仿天然掩蔽物建造居住场所，到现在的美轮美奂的超高层建筑、雄伟的水利水电工程和超高超长跨度的桥梁，土木工程经历了一个漫长的发展历程。在这个漫长的发展历程中，无论是土木工程结构的理论方法、力学分析、施工手段 , 还是土木工程的地基基础处理 , 都有了非常大的突破和发展。

一、土木工程发展历史

1．古代土木工程

公元前 5000 年开始至 17 世纪中叶时期，称为古代土木工程阶段。土木工程的古代时期是从新石器时代开始的。人们在早期只能依靠泥土、木料及其它天然材料从事营造活动，后来出现了砖和瓦这种人工建筑材料，使人类第一次冲破了天然建筑材料的束缚。砖和瓦的出现使人们开始广泛地、大量地修建房屋和城防工程等。由此土木工程技术得到了飞速的发展。直至 18 ～ 19 世纪，在长达两千多年时间里，砖和瓦一直是土木工程的重要建筑材料，为人类文明作出了伟大的贡献，甚至在目前还被广泛采用。历经漫长的古代大型土木工程的发展，土木工程建设内容更加丰富，建设工具有了新的发展，同时人们积累了丰富的土木工程建设的经验，为大型土木工程建设的发展打下了坚实的基础。

2. 近代土木工程

产业革命的开始是近代土木工程发展的开端。随着近代工业的发展，人类的生活需求也不断增长，这些不仅反映在吃穿行上，还反映在房屋建筑及市政工程方面。而电力的应用，使高层建筑实用化成为可能；电气照明、给水排水、供热通风、道路桥梁等市政设施与房屋建筑结合配套，开始了市政建设和居住条件的近代化；在结构上要求安全和经济，在建筑上要求美观和适用。随着大型土木工程近代工业化的进一步发展，在 19 世纪中叶为满足科学技术发展和分工的需要，土木和建筑开始分成为各有侧重的两个单独学科分支。工程实践经验的积累促进了理论的发展。材料力学、静力学、运动学、动力学等学科逐步形成，各种静定和超静定桁架内力分析方法和图解法得到很快的发展。这为大型土木工程建设的理论提供了很好的交流平台，有利于促进土木工程建设理论的进一步发展。理论上的突破 , 反过来极大地促进了工程实践的发展，这样就使近代土木工程这个工程学科日臻成熟。第一次世界大战以后，近代土木工程发展到成熟阶段。这个时期的一个标志是道路、桥梁、房屋等大规模建设的出现。另一个标志是预应力钢筋混凝土的广泛应用。

3. 现代土木工程时期

第二次世界大战的结束刚好是现代土木工程发展的开端。第二次世界大战结束后，社会生产力出现了新的飞跃，现代主义运动取得了全面胜利。现代科学技术突飞猛进，土木工程进入一个新时代。在近 40 年中，前 20 年土木工程的特点是进一步大规模工业化，而后 20 年的特点则是现代科学技术对土木工程的进一步渗透。

二、土木工程理论、材料及技术的发展

通过多年来实践探索，土木工程的发展日臻完善。在科学理论方面，理论研究精密化，计算力学、结构动力学、动态规划法、网络理论、随机过程论、滤波理论的成果，随着计算机探讨土木工程发展趋势的普及而渗进了土木工程领域。结构动力学也已发展完备，荷载不再是静止的和确定性的，而被作为随时间变化的随机过程来处理。静态的、确定的、线性的、单个的分析，逐步被动态的、随机的、非线性的、系统与空间的分析所代替。电子计算机使高次超静定的分析成为可能，进而使得高层建筑中框架 -剪刀墙体系、筒中筒体系空间工作和大跨度的桥梁得以实现。大跨度建筑的形式层出不穷，薄壳、悬索、网架和充气结构覆盖大片面积，满足种种大型社会公共活动的需要。从材料特性、结构分析、结构抗力计算到极限状态理论，在土木工程各个分支中都也得到了充分发展。理论研究的日益深入，使现代土木工程取得了许多质的进展。在工程材料方面，标号为 500 ～ 600 号的混凝土已在工程中普遍应用，而轻质、高强化的混凝土成为大跨、高层、结构复杂的工程的新要求。高强钢材与高强混凝土的结合使预应力结构得到较大的发展，先张法和后张法的预应力混凝土屋架、吊车梁和空心板在工业建筑和民用建筑中广泛使用。同时铝合金、镀膜玻璃、石膏板、玻璃钢等工程材料以现代科学技术的进步为背景发展迅速，为大跨、高层、结构复杂的工程建设提供了全新的支持。在施工技术方面，种种现场机械化施工方法发展得特别快。同步液压千斤顶，滑模，直升机安装天线，用一群小提升机同步提升大面积平板的升板结构等一系列施工方法广泛应用。此外 , 钢制大型吊装设备与混凝土自动化搅拌楼、输送泵等相结合，形成了一套现场机械化施工工艺，使传统的现场灌筑混凝土方法获得了新生命，在高层、多层房屋和桥梁中部分地取代了装配化，成为一种发展很快的方法。

三、土木工程发展新方向

古代土木工程特点篇8

中图分类号：C642.42　文献标识码：A　文章编号：1671―1610(2012)03―0108―04

《理论力学》、《材料力学》、《结构力学》等力学课程作为工科院校土木、机械类专业的必修课，与先修课程《高等数学》、《大学物理》紧密相关，又为后续专业课打下理论基础，这种承上启下的作用使课程的地位非常重要。在教学中学生普通反映力学的内容繁多、抽象性强、枯燥难懂，甚至有土木专业的学生戏称自己“又土又木”，就是源于大学四年中有两年时间在学习这三大力学，力学思维的严谨、逻辑的严密在学生的眼里显得机械、陈旧而缺乏活力。但力学课程的经典性，也给力学授课教师一个渗透人文内涵的优良载体，力学不仅仅是单调的公式与数学推导，每个知识点背后都有古今中外的人物、工程及故事等大量文史资料，深入挖掘这些人文内涵并融入相应教学内容中，既能激发学生的学习兴趣，提高教学效果，又能潜移默化地培养学生的人文素质。在基础力学的教学实践中，笔者在概念的理解、模型的来源、原理的应用三方面做了一些教学尝试，获得了较好的教学效果，在此希望与各位同行探讨。

一、从人文历史解读概念原理，体会哲理智慧

力学中经常采用严谨的语句来阐明概念和原理，而学生一般对于逻辑性强、叙述繁而冗长的概念容易产生断章取义或者片面的理解，无法把握概念的本质特征。针对教学中的这些难点，若将一些概念还原到它的历史出处，放在人文这个背景下进行解读，会起到一种展开、简化的作用，并能引起学生的注意力，增强学习的信心。

例如问到土木专业的学生对土木工程的解释，大多数学生会谈到中国古建筑大多以土木为材，从成语“大兴土木”中可见一斑。中国古建筑中一脉相承的土木情结，形成了迥异于西方石构建筑的显著特色。中国古建筑为何喜用土与木为材呢，从地理、技术原因引导学生想到文化的层面。看到“土”、“木”学生们很容易想到五行的“金、木、水、火、土”，土具中心地位，土的位置一旦确定，上下四方便会秩序井然。土的颜色为黄色，代表大地。无论什么建筑，都要建在土地上。“皮之不存，毛将焉附”，因而地基的选取与建造都是最重要的，而地基在力学中的简化模型就是约束，减少体系自由度的装置，以保持结构几何不变。五行中的木代表东方，这个方位是太阳升起的地方，其代表色是青色，代表植物。建筑物以土为材，象征建筑物扎根于大地，从土地吸取有益于人类的地气，更好地造福人类。再从《易经》的五行相生相克来讲：木生火，火生土，木克土。土木材料的一大缺撼便是防火性差，这也是中国古建筑遗留与欧洲相比较少的原因。材料是建筑结构的物质基础，不同的材料有不同的物理及视觉性质，材料的力学性质必须符合结构中传递各种荷载而形成的受力关系，而这种关系就是我们力学中研究的核心。

强度是力学中最重要最基本的概念之一，任何材料都有强度，做人也有强度，例如人的道德底线。稳定性的概念也体现出为人的态度，杆件失稳表现出的三种状态即稳定平衡、不稳定平衡和中性平衡不正是体现了威武不能屈、屈于困难、随遇而安的三种人生态度?引用唐诗“春潮带雨晚来急，野渡无人舟自横”，可形象又真实地描绘在河中荡漾的小船，要处于一个稳定的平衡位置，它总要横在河中。唐代冯延己的词“风乍起，吹皱一池春水”从力学角度来看，是一副流动不稳定性的画面，描述了风突然吹向平静的池面，引起细小波浪的过程。分析《材料力学》中动荷系数的影响因素时，对于水平冲击的动荷系数，当静位移Δ。增大，动荷系数Kd减小，从而降低冲击载荷和冲击应力。用古语的“柔能制刚”则形象地表述了这个原理：静位移大表示构件柔软，因而能更多地吸收冲击时的能量，再举汽车的安全气囊、桥墩的橡胶护舷为例，学生的认识就能触类旁通了。

还有一些以科学家命名的公式如泊松比、胡克定律、莫尔圆与欧拉公式等，理论讲完后可简单介绍科学家个人的成长过程，以及与同时代的科学家群体及相互间研究的关系和研究流派，从而引出概念或某个力学原理的发展和完善的历史。讲述技术发展史，有助于人们完善技术本身。例如弯曲正应力的研究历史、扭转理论的研究历史、强度理论的百年历史，很多力学史研究者都在这方面做了大量工作可供我们力学教师参考。力学是一门既古老又成熟的学科，深入挖掘蕴藏其中的人文历史，可让学生从中准确地把握概念的本质和原理的应用范围，培养学生的创新精神与社会责任感。

二、从建筑史探寻力学模型来源，感受建筑艺术

在教学中，经常发现学生迷惑于力学模型的来源以及简化过程，小到计算简图中的约束，大到整个结构体系。教师需要帮助学生主动将理论模型与现实世界中的结构对接起来，实际结构是多种多样的，人们要想严格地考虑每个结构的全部细节及各部分之间的相互作用来进行分析计算，是不现实的，必须有意识地略去一些次要因素，采用简化的图形来代替实际结构，于是就得到了结构的计算简图，计算简图为结构的分析奠定了基础。

翻开建筑史，我们不难发现，力学中的众多模型都是来源于建筑，而建筑与力学的发展一直是如影随形的。阅读建筑是了解一种文化最好的方式，歌德说：建筑是凝固的音乐。在现代人的印象中：建筑师是属于艺术家范畴的，可工程师却脱离不了作技术的泥瓦匠的影子。但设计再巧妙的房子建不出来或建出来不能经久耐用，是没有价值的，建筑的艺术性往往与结构和构造技术巧妙的结合在一起。以下几个力学模型，都是取自于建筑学发展历史中代表性的实例。

(一)框架结构

框架结构的内力求解是《结构力学》的一大重点，回顾人类的建筑史，最早的框架结构来自于英国索尔兹伯里以北的巨石阵(Stonehenge)，约建于公元前3100年左右，这个用两竖一横的三块石头搭出来的结构在自然界中毫无先例可言，可以说是整个人类建筑的象征。最著名的框架结构是位于雅典卫城的帕特农(Parthenon)神庙，建于公元前477年，是古希腊建筑艺术的纪念碑。

我国早在六千年前就已经建造了木框架结构房屋，主要采用木柱、木梁构成房屋的框架，屋顶与房檐的重量通过梁架传递到立柱上，墙壁只起隔断的作用，而不是承担房屋重量的结构部分。1996年2月3日我国的丽江地区发生了7级大地震，古城内土木构造的老民宅、老店铺虽然墙壁倒了，建筑构架依然挺立，使得古城的重建得以短期内完成并保持了原有的风貌。这种“墙倒屋不塌”的现象，主要得益于木构件都由榫卯连接，受到猛烈冲击时富有韧性，不至于发生断裂。因此，在地震中木结构房屋更抗震，也更便于灾后的恢复。尽管木框架房屋不再是当今建筑的主流，但这种科学技术需要我们进一步研究与继承，不能让它消失。

(二)中外柱式

在学习压杆稳定时，对于受压杆件，最常见的就是顶天立地的柱子。室外的柱子，它总是立于正门前列最重要的部分，在室内也是空间最突出的部分。古埃及开创了以石料作为建筑梁柱等基本构件的建筑形式，古希腊的3种柱式：多立克式、爱奥尼式、科林斯式，构成了古希腊建筑的精髓。古罗马建筑直接继承并大大推进了古希腊建筑成就，例如闻名于世的古罗马角斗场中，自下而上各层采用不同的柱式结构，使这么一个庞然大物从视觉上感到重量的依次递减，稳定又活泼。

学生们在欣赏形式美的同时，可适时抛出问题，引导学生思考柱式中的力学：柱子的受力特点与变形特点，柱长与截面的尺寸关系、长细比等，中外古典柱式造型上的差异，探讨柱子如此设计的力学原理。当时的中外工匠并不知道稳定理论，完全是根据材料的实际状态和审美需求来建造房屋。列举这些人类发展历史中具有重大影响的实例，可以使学生在认识建筑、认识世界的过程中建立力学的概念，增加其文化品位。

(三)西方的拱

拱这种构件，力学计算中要求重点掌握支座反力、内力的求解及合理拱轴线的确定，此外在黑板上给学生写出拱的英文arch和建筑学的英文archi―tecture，学生就可望文生义地联系到拱对于建筑学的重要性，推荐学生课后阅读《拱的艺术：西方建筑简史》。教师通过多媒体课件将各个历史时期拱的代表性建筑予以展示，给学生一个图文并茂、有声有色的教学环境。再从感性回归到理性，分析古罗马建筑中的半圆形拱与哥特式建筑中的尖形拱，拱形状的改变对支座反力、内力的影响是怎样。

过窄的专业教育，会使学生的学术视野不宽，专业基础不牢。我们培养的力学工程师不仅要会计算构件的受力，也要会欣赏造型上的艺术美，即会力学语言也会用建筑学中的术语来描述同一个构件，实现建筑师的设计理念。现代建筑的创作离不开建筑师和结构工程师的紧密合作，多了解对方的专业特点与知识，积极主动的换位思考，共同掌握好两个专业之间的和谐与平衡，无论对结构师还是建筑师都是有益于各自的专业发展。

三、构造力学题目的艺术情境，品位语言魅力

孔子云：“言之无文，行而不远。”意思是，说话如果没有文采，不讲艺术性，就不能打动人，因而也不能广泛、长远地流传。语言表达得好坏对教学效果的优劣起着至关重要的作用，工科教师往往重视语言的科学性、规范性，却忽视了它的艺术性。在课堂练习中，教师也可结合知识点，运用国学经典中的名句，包装力学的练习题，将枯燥的数学推导置身于语言魅力所营造的艺术情境中。这些吸引学生的语言，既可创设优美形象、富有感染性的教学情境，又能使学生的大脑在轻松活泼的环境中去思考。这里试举两例：

题1 ，《易经》上说“上栋下宇”，房屋屋脊上那根最重要的梁，一般称为栋，即栋梁之材。北宋李诫所编刊行于1103年的《营造法式》对从圆木中锯出一矩形截面梁，矩形的高：宽=?才能最有效利用材料做了规定。请确定矩形梁的高宽比，并论述力学原理。

题2，《国语》上有：“造桥为梁”；《说文》曰：桥，水梁也；金文中的“梁”字也形象地表达了它的这一使用功能。某大学生暑假回家，看到村里小溪上需要架座新独木桥，有三块长度和宽度一样的木板，其中两块的木质较好，另一块差了些。如何放置这三块板，可胶接，可用连接钉，提出整套设计方案并说明原理。

两道题目既需要数学推导又需要从力学角度给出提高梁强度的具体措施，题l从古代建筑中梁的构件出发，博古引今，考证前人总结的经验，体会古代人民的智慧，从而对前人的工作怀有更深的敬意；题2　则是一个实践问题，置学生于工程师角色，设想他现在面对这样一个具体工程问题，如何把理论与实践结合起来，发现问题所在，寻求解决之道。采用“梁”的金体也可使学生欣赏汉字的图画与表意功能，激起对传统文化的热爱。

任何科学都是通过实践而发现真理，又通过实践而证实真理和发展真理。让学生从实践出发，面对具体工程问题，从现象中抓住事物的本质，掌握基本概念和应用基本原理。并且要引导学生不满足于对基本理论的一般理解和应用，继续思考，就有可能发现新问题，找到理论发展的新知识增长点和理论运用的新领域，从而真正完成从简单到复杂、旧知识到新知识的升华和创新过程。

四、结语

教学是一项身心高度紧张的活动，课堂中出现疲劳是正常现象，如果适当运用人文历史的知识呈现出力学课程丰富多彩的一面，给学生美的享受，必然会消除疲劳，使师生在整堂课中保持振奋的精神状态。需要注意的是这些人文内涵的挖掘，要建立在力学的系统性、严谨性上，不可喧宾夺主更不可生搬硬套。把人培养成为人，然后也要把人培养成为学有专长的人。因此，教师对讲授内容要一丝不苟，严谨治学，同时将自己的体会和感受润物细无声地融入力学知识的传授中，激发学生学习兴趣，感悟力学给自己带来的智慧和启迪，提高专业素质的同时增加人文内涵。

参考文献

[1]叶志明.科学思维和方法在力学和工程教学中的应用[J].中国大学教学，2011(6)：6―8

[2]温知明.提高材料力学课堂教学质量诹议[J].有色金属高教研究(现代大学教育)，1992(6)：20―22

[3]崔玉红，亢一澜.科学素质和人文素质教育的发展及对力学专业课的影响[J].天津大学学报(社会科学版)，2002(12)：405-407

[4]梁思成.中国建筑史[M].天津：百花文艺出版社，1998：7―10

[5]王贵祥.中国古代建筑为何以木结构为主[N].北京日报，2009―07―06(15)

[6]邱培芳，倪照鹏.木结构建筑防火技术研究及应用[J].建设科技，2012(3)：28―31

[7]卫大可.材料的意志与建筑的本质[J].建筑学报，2006(5)：55―57

[8]周宏伟.浅谈基础力学教学中的人文因素[J].力学与实践，2007(1)：79―91

[9]王振东.诗情画意谈力学[M].北京：高等教育出版社，2008

[10]范钦珊.材料力学[M].北京：清华大学出版社，2009：345

[11]立恩哈德，J.H.智慧的动力[M].刘鼎，等，译.长沙：湖南科学技术出版社，2005：315

[12]伽俐略.关于两门新科学的对话[M].武际可，译.北京：北京大学出版社,2006：104―110

[13]胡玉琴，邓宗白.浅析扭转理论的发展[J].力学与实践，2008(4)：100―102

[14]俞茂宏.强度理论百年总结[J].力学与实践，2004(4)：529―560

[15]周新成.建筑力学与建筑艺术[J].沈阳建筑工程学院学报，1985(3)：92―103

[16]陈志华.外国建筑史[M].北京：中国建筑工业出版社

[17]张鹏程，等.中国古建筑的防震思想[J].世界地震工程，2001(4)：1―6

[18]薛建阳，等，中国古建筑木结构模型的振动台试验研究[J].土木工程学报，2004(6)：6―11

[19]赵广超.不只中国木建筑[M].北京：生活・读书・新知三联书店，2006：63

[20]郭占月.中外古典建筑柱式的造型与结构[J].桂林工学院学报，2001(3)：85―86

古代土木工程特点篇9

中图分类号：G267 文献标识码：A 文章编号：

1框架结构形式

钢筋混凝土具有较强的可塑性、较好的强度和稳定性，完全可以模仿木结构，并且可以根据使用要求灵活地调节柱网，获得更灵活更开阔的使用空间。钢筋混凝土结构在施工过程中可采用全现浇式、预制装配式、装配整体式等方式。再配合利用木材制作较复杂的花式构配件等措施，对各种复杂建筑的外形塑造都游刃有余。钢筋混凝土仿木结构按古建筑形制，一般可采用框架结构、举架结构、框架-剪力墙结构及钢筋混凝土与砖混合结构等。利用钢筋混凝土的刚性节点代替木结构的各式隼卯结构，能获得较大的刚度、强度和整体性，提高了其承载力与抗震性能。

面层处理上混凝土梁、柱可采用仿木纹装饰，但大空间建筑的混凝土柱一般较为粗大，难以取得较为理想的外观比例，可采用木质假柱外装饰的方法，使得建筑整体感觉较为秀丽匀称，细节上也较为耐看。

2砖混结构

砖混结构的优点是造价便宜，但建筑平面布局较框架结构有较大的限制，适用开间、进深、层高均不太大的小型建筑。如庙宇的附属建筑、风景区的小型旅馆等。古建的韵味体现在细节的处理，现代技术可以为仿古建筑提供较为理想的空间构架，在现代结构的支撑下，很多原来起承重作用的构配件可以转化为装饰的符号，所以设计师可以从美学的角度去追求更为理想的尺度效果。

3木结构

出于对建筑结构稳定性、耐久性方面考虑，全木结构在现在仿古建筑中并不提倡使用，但是对有些园林中亭、廊等体量小的仿古建筑，结构尺寸都会小于现有钢筋混凝土规范，可采用木结构制作，体现此类建筑小巧、轻灵的风格。

3.1柱

古代木构基础一般用砖或石叠砌，木柱下一般设有石柱础。而钢筋混凝土仿木结构都是钢筋混凝土柱础。柱与基础整浇刚性连接；按古建筑柱底靠地面处塞入石柱础。则会使柱底变成绞支座，破坏钢筋混凝土的整体性，对抗震不利。采用钢筋混凝土结构柱时，为保证柱的连贯性，一般对石柱础的处理有两种形式:第一种是柱整体现浇，完工后再在柱环行仿柱础石条，常用两工人半圆环拼接，接缝处用石头胶水粘结并打磨(见图1)。

第二种方法是柱础石凿出比柱直径小50 mm左右的圆洞。将柱浇到平地面位置附近（一般低50 mm处），将加工好的柱础穿过柱纵筋固定好，并裹塑料膜，这样保护了柱钢筋上下贯通，而且不破坏柱的整体性(见图2)。

采用木结构柱时，柱础石可凿出与柱直径相等圆洞。将柱浇到平地面位置附近（一般低50 mm处），将加工好的柱础纵筋上面露出地面不小于500 mm，将木柱的相应位置开洞，钢筋穿入木柱，沥青马蹄脂密封固定。这样增强了木柱和混凝土基础的连接牢固度(见图3)。

3.2梁

木结构建筑竖向构件一般较纤细，水平构件较大，尤其是枋的断面薄而高。用钢筋混凝土仿制时，考虑到扎钢筋的尺寸后，表面不宜按常规粉刷，应采用清水模捣制，对模板制作工艺要求较高，构件拆模后采取修整打磨并刮腻子灰处理。

对梁、枋、檩等水平构件，如宽度大于等于100 mm可采用普通双筋梁，宽度小于100 mm时可采取单筋梁。对于非矩形梁可采取加配构造筋处理。而对于外形有弧度变化的月梁等，则可用原木材或石膏模作成阴模浇筑，也可用土或砂做模在地面浇筑，留预埋钢板焊接拼装。当然也可将梁浇成接近矩形，再通过粉灰或包贴木板材做成弧形。

3.3楼板、屋面

对于采用混凝土结构的楼板、屋面板。可按常规钢筋混凝土采用肋梁式平板结构。而要求做露明屋架的部分，宜采用木结构屋架，如采用混凝土应按仿木构件制作。混凝土可采用装配整体式的叠合梁板形式，尤其是檐椽部分适宜采用此方式，更简单的办法是采用平板式结构，用膨胀螺栓固定木制椽条或梁、枋。屋顶折板面在整体形成一定弧度时，不必按古建筑采用麻刀石膏，而改用掺粉煤灰、膨胀珍珠岩等强度较好的轻骨料混凝土整形，挂琉璃瓦或筒板瓦也改用混合砂浆粘结。对于木结构的屋面,古代屋面泥背传统做法是，在望板上做完护板灰后抹灰麻刀泥，分层散铺麻丝，用板拍实，待干固后形成泥背，即使瓦件损坏，也不至于在短期内漏雨。中式园林建筑木构居多，历年来由于风雨浸蚀和屋面瓦的损坏，使房屋漏雨；造成望板、椽以及擦条严重腐朽。

近年来，在屋面处理方面，曾采用在望板上刷防水油膏，铺2层油毡等措施，但收效甚微，许多新建筑物在建成后没几年就漏雨。针对以上情况，施工技术人员吸取古代重要建筑屋面采用锡背防漏的做法和制造水泥船薄壳混凝土工艺，用钢筋网混凝土背，取代锡背增加屋面刚度和防渗这一技术措施来解决新建屋面和古建筑维修防渗漏的问题，具体做法如下：在屋面望板上做完护板灰后，用Φ4＠200双向钢筋网平铺，网片之间用扎丝捆扎，将C25细石混凝土平铺，抹平压实，钢板网要随压随提至混凝土层中间，混凝土层厚度控制在4 cm内，细石混凝土中尚可加入适量的防水粉(水泥重的3%-7%)以加强混凝土层防水性能，钢筋混凝土随捣随抹，待12 h后开始养护，5 d后可刷冷底子油。屋面钢筋混凝土工艺，是在保证中式建筑艺术风格和降低工程造价的前提下，利用刚性防水材料将屋面瓦作与屋面木基层分隔，来解决屋面漏雨问题，实践证明是行之有效的。

3.4构件连接部位

在古建筑屋顶部分的梁架，有露明造与非露明造2种，凡露明造(即彻上明造)的，梁架檩木要细加工，并且根据仿古年代做油饰彩绘。非露明造的，做藻井天花，天花以上梁架檩木可以粗做，并且不做油饰彩绘。在现代混凝土仿古建筑施工中，如果是露明造者，必须按古建形制，仿做出梁架凛木及椽子望板，施工难度比较大。如果是非露明造，则上部梁架凛木的设计就可以大大简化，并且可以采取能满足结构要求的各种构造形式。

木构建筑系由柱、梁、珩、檩、枋等预制木构件凭桦卯结合的，在柱、梁与柱相交处或梁、枋自身，都有一些特殊造型处理，这样做一方面是造型的需要，同时也是彩绘的要求。古建筑构件的滚楞是木构建筑的重要特点之一，当我们做混凝土仿古建筑时，也需要做出滚楞。在混凝土的仿古建筑中做滚楞的方法主要有2种：一种就是在浇筑完梁杭后用切割机把四边各切去一角，然后打磨平整、光滑。当然这个方法主要用于补救的时候多一点，而更多的时候是采用第二种方法。第二种方法的具体操作如下：在浇筑混凝土之前将模板的四个角用小木板或则PVC板填补上，如果需要滚楞是直线的，那么小木版或则PVC板就做成直的，如果滚楞是弧形的，那么就把小木版或则PVC板就做成弧形的安置于模板内，这样浇筑成形去模板的时候，就可以在梁和枋上做出滚楞的式样了，然后再用1#砂布打磨平整光滑即可。

3.5表面装饰

混凝土枋木结构的表面肯定是要刷油漆的，其主要目的是装饰而不是保护，但是混凝土上刷油漆特别要注意其施工工艺，应在混凝土梁、柱上蒙上粗麻布，再做底灰，然后做油漆，类似于古代彩画“批麻捉灰”的工艺，否则，混凝土上的油漆容易大片地剥落。

以上是在实际的工程中总结的一些经验和做法，仿古建筑细部很多，很多古典的木作工艺现在也面临失传的危险。一个古建工程要想取得满意的效果，需要工程师在现场发现问题，不断改进，以精益求精的态度探索古典建筑的精髓。

参考文献

古代土木工程特点篇10

中图分类号：TU37文献标识码： A 文章编号：

建筑样式现代仿古建筑是在古代木结构建筑的基础上发展而来的，它采用现代的建筑材料，现代的建筑手法并以混凝土结构取代原有的木结构。在保持原有的木结构样式和规格外又在材料的选取上更加的经久耐用，达到视觉与适用的辩证统一。混凝土结构代替部分木构架的优点：1.环境资源友好型能源，对木材，森林准备的破坏有效地减少了，同时避免了木材材料的防虫防蛀工作。2.充混凝土材料相对于木材更加的安全牢固，经久耐用。延长了房屋的寿命。3.混凝土材质较木材具有更强的可塑性，能更好的与现代装饰风格相统一，可与室内各种家具装饰品统一风格，增强房屋的艺术性，使人的居住环境更加和谐。

一.仿古建筑的建筑样式

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。

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.仿古样式建筑的特定

就是以“间”为单位构成单座建筑，再以单座建筑组成庭院，进而以庭院为单元，组成各种形式的组群。就单体建筑而言，以长方形平面最为普遍。此外，还有圆形、正方形、十字形等几何形状平面。就整体而言，重要建筑大都采用均衡对称的方式，以庭院为单元，沿着纵轴线与横轴线进行设计，借助于建筑群体的有机组合和烘托，使主体建筑显得格外宏伟壮丽。民居及风景园林则采用了“因天时，就地利”的灵活布局方式。古代建筑的单体，大致可以分为屋基、屋身、屋顶三个部份。凡是重要建筑物都建在基座台基之上，一般台基为一层，大的殿堂如北京明清故宫太和殿，建在高大的三重台基之上。单体建筑的平面形式多为长方形、正方形、六角形、八角形、圆形。这些不同的平面形式，对构成建筑物单体的立面形象起着重要作用。由于采用木构架结构，屋身的处理得以十分灵活，门窗柱墙往往依据用材与部位的不同而加以处置与装饰，极大地丰富了屋身的形象。

中国古代建筑多以众多的单体建筑组合而成为一组建筑群体，大到宫殿，小到宅院，莫不如此。它的布局形式有严格的方向性，常为南北向，只有少数建筑群因受地形地势限制采取变通形式，也有由于或风水思想的影响而变异方向的。方正严整的布局思想，主要是源于中国古代黄河中游的地理位置与儒学中正思想的影响。

二、混凝土结构原理

1.斗拱的运用。这是区别于木结构的一个重要特点。

2.仿古建筑结构使用喷漆彩绘，通过艺术加工达到木结构的视觉效果。

3.榫卯是连接各个木结构的组长工具，它使不同形状的木构件组合起来，使得斗、拱、梁架、、柱子额枋等构件的连接能够更加牢固紧实，承载住房屋的重量。而现代仿古建筑代替木制斗拱，它依据木构架的层次分解构件，按照不同结构的受力不同定制特有的混凝土构件 。现浇节点的连接与预制构件代替榫卯安装，即选用二次浇筑混凝土，加以现代化的现浇多层叠合、预制手法施工，从而形成具有现代气息的刚性混凝土材质的木结构视感结构。

三、 仿古建筑的结构要求

现代的仿古建筑多以混凝土代替木材料，因此未来达到与木结构一样的外观效果，使彩绘喷漆更加的自然，在传统的钢筋混凝土结构的基础上，仿古建筑的结构设计也有了一些特殊要求：

1 构件定型化和模数要求

为了满足古典建筑的模数要求，各受力构件的规格有一定的限制，形体应完全仿照古代木结构中梁、枋、柱、檩余传力系统的构造和成分以及其各构件的尺度相应的做法。

2 对于屋面造型结构要求

造型要求高， 屋面应该有显著，构架体系应有出檐深远、曲线优美的特点，可以选取举架和步架的处理方法，使得屋面呈现一定坡度，且是越往下越陡，越往上越尖的形状，以此来模拟我国古代建筑的造型特点。

3 大量的结构构件具有独特装饰作用，已斗拱和雀替为主要代表

斗拱：斗拱用于柱顶、额枋和屋檐或构架间，它的产生和发展有着非常悠久的历史。斗拱的种类很多，形制复杂。按使用部位分，它可以分为内檐斗拱、外檐斗拱、平座。在立柱和横梁交接处，从柱顶上加的一层层探出成弓形的承重结构叫拱。斗拱是中华古代建筑有的形制，是较大建筑物的柱与屋顶间之过渡部份。其功用在於承受上都支出的屋檐，将其重量或直接集中到柱上，或间接的先纳至额枋上再转到柱上。而仿古建筑中的斗拱，由于主体材料为钢筋混凝土，其常常仅作为装饰存在。在美学和结构上它也拥有一种独特的风格。无论从艺术或技术的角度来看，斗拱都足以象徵和代表中华古典的建筑精神和气质。斗拱中间伸出部仍叫做要头。雕著一个立双式的青色龙头。其两旁的垫拱板雕半立体火焰珠一粒，象徵吉祥如意。雀替：雀替是中国古建筑的特色构件之一。宋代称“角替”，清代称为“雀替”，又称为“插角”或“托木”。通常被置于建筑的横材（梁、枋）与竖材（柱）相交处，作用是缩短梁枋的净跨度从而增强梁枋的荷载力；减少梁与柱相接处的向下剪力；防止横竖构材间的角度之倾斜。其制作材料由该建筑所用的主要建材所决定，如木建筑上用木雀替，石建筑上用石雀替。通常被置于建筑的横材（梁、枋）与竖材（柱）相交处在中华建筑中，所有雀替都油漆或雕刻得很华丽。给人印象很深，大有无崔替不成中华建筑之感。

总结

现代仿古建筑主要以混凝土为材料，给现代建筑注入了新的生命力，其保有传统建筑风格的基础上，在材料的创新方面，使仿古建筑有了全新的色彩，创造出更文明，更现代的居住工作环境。而在其结构方面的巧妙设计虽已有了一定的发展，但任然需要更多的创新，是现代仿古设计更加的完善，且其本身能有一个质的飞跃。

古代土木工程特点篇11

中国拥有着几千年的灿烂的文化，孕育了鲁班、梁思成等著名的建筑大师，留下了众多的建筑中的璀璨古建筑作品，例如山西应县木塔、五台山佛光寺大殿、南禅寺大殿等，众多建筑群体均是典型的木结构。甚至日本等国家的建筑都是从我国的古建筑木结构中引申而来。人类的智慧通过物质文明和精神文明的升华不断得到了具有历史价值和科学价值的结晶。对这些古文化进行保护和研究，是当代建筑工作者义不容辞的责任。我国关于古建筑木结构性能的研究室从上世纪70年代开始的，之后拥有了众多的研究成果，例如，关于古建筑木结构的营造的特点和构造技术等，进行了大量的定性研究和理论计算，并且对于古建筑的木结构性能也加以深入的研究。

1古建筑木结构的营造特点

古建筑木结构的营造技术众多，如高台基、柱脚的平摆、梁柱以及节点的半刚性连接、侧脚以及柱端、梁架的雀替，大屋盖的铺作层等。古建筑的木结构中，没有钢筋混凝土以及砌体的结构，也不具备现代建筑物的抗震性能，但是其屋面的举折、屋檐、屋顶的设计，都具有非凡的建筑技术特点，使得沉重的木结构展现出难得的舒展和轻盈[1]。

2古建筑木材性能研究

对于古建筑的木材的特点的研究，从构造、物理化学性质上有了众多研究成果。例如对于木材的构造和材料性能的实验，包括了木材的抗拉强度、抗压强度、横向弯曲、抗剪强度等的研究，对于木材的各向异性材料的特点，采用ABAQUS有限元软件的分析，对于木材额各类抗压和抗压强度、抗剪性能，以及在受到压力作用下进行塑性变形等木结构模型的木材的功能发挥等进行了分析，得到了木制才来哦的失重率等参数和数据，构建了木材的木构模型。对于新旧材料的物理性能进行了对比和实验，将木材的力学指标以及材料的强度等数值加以对比，在可靠性理论和累计损伤理论的基础上，研究了木材的持续何在效应的影响成都，同时也研究了木材发生腐朽、虫蛀的时变规律，突发事件对于古建筑木结构的抗力衰减的影响程度[2]。

3古建筑木结构结构性能的研究

以殿堂式建筑木结构分层为例，对古建筑木结构的台基层和铺作层以及屋盖层的力学研究展开分析，包括古建筑木结构的整体结构、抗震性能等综述。3.1古建筑木结构的台基层，主要包含了磉墩、础石以及人工夯土台等。对于古建筑木结构的台基的基本特点以及发展概况等，针对柱脚和础石之间的平摆浮搁等进行连接的方法，是古建筑木结构中基础部分具有的独特的风格。为了保持殿堂式古建筑木结构的外观气势宏大，大多数建筑中多采用人工夯土台基作为结构的基座，起到很好的安全抗震的作用。例如西安的鼓楼和钟楼，利用有限元数值模型的分析方法，对高台基的结构进行了高阶频率的动力特性的分析，发现高台基的上部结构的位移和加速度再放大效应上发生了动力特性的相应。通过昼夜连续的监测，木结构在地面交通动力交通荷载的作用下，依然保持着顶层柱顶的水平相应速度，维持在规范容许之内。从振源和隔振等方面对建筑实行保护。这种保护，在多数古建筑木结构中都发挥着作用，利用柱脚础石，采用平摆浮搁的连接方式，当地震来袭，摩擦滑移，都减小了地震带来的作用。这一现象通过对柱脚的摩擦滑移机理的体系模型的简历，得到了结论：地震的级别增大，摩擦滑移的幅度会加大，耗散了摩擦带来的一部分能量，使得结构的自振频率发生了变化，减少了地震作用下的结构动力，同时，柱脚的滑移也加速了上部结构的相对位移，对于地震的隔断作用十分明显[3]。3.2柱架层的部分，经过对古建筑木结构的研究，一般是采用不用你铁钉的方法，将梁柱的节点与柱架采用侧脚进行生起，使用的技术包括雀替等特殊手法，这是我国的古建筑木结构柱架中的特殊工艺。侧脚生起的做法和发展，通过有限元分析模型的方法进行了定量的分析后，不仅柱头的加速度的峰值产生了相应，而且檐柱的轴压力的峰值的相应也不同程度地减小，木结构的倾覆弯矩在位移的状态下，各个构件的受力和抗震性能都得到了提升，起到了对木结构的稳定性进行提升的作用。以雀替为例，该技术类似于现代建筑的加腋梁的施工技术，能够丰富里面的同时，增强梁端的抗弯和抗剪性能，使得节点的刚度和强度得到提高，减少及梁柱的计算跨度和应力。3.3铺作层的梁架部分过渡到柱架层，采用弹性的横木交叠的方式，从上到下，层层拼装，得到了倒三角的构件，该构件包含了四部分，由大屋顶、梁拱、挑檐、垫梁等。具有对上不支撑、对构造连接和过渡的作用，避免柱身遭到侵袭、，将荷载进行传递、减少地震带来的危害，节省耗能。

4、古建筑木结构的修缮和加固

对于古建筑木结构的修缮和加固，应对古建筑在地震作用下的破坏程度加以分析，根据不同的破坏情况给出加固的方法，通过有限元模拟加以总结，得到不同的结构受力性能以及加固后的提高结果。例如采用碳纤维布和铁件加固技术的特带你，对于加固效果的提升具有很好的作用。采用古建筑木结构构件的梁和柱使用碳纤维布进行加固的实验，得到了构件的破坏性能以及刚度的极限荷载。经过试验表明，使用碳纤维布加固梁和柱具有很好的抗震效果。使得柱架的耗能能力下降，提升了强度和刚度，减少了节点的损坏程度，具有较好的加固效果[4]。但是需要注意的是，采用拟静力试验研究柱架抗震性能时，木材蠕变、强度退化、裂缝出现、材料腐朽以及节点的松动等残损情况，会限制试验过程中作动器臂长的施工，极大地影响了现存古建筑可靠性的鉴定和评估。需要对榫卯节点的半刚性所用的材料进行筛选，使得柱架发生很大水平位移后节点仍保持一定的刚度和强度，降低结构发生真正的破坏的概率。结语：对古建筑木结构进行修缮和加固，要对自然环境下结构的耐久性以及地震条件下结构的加固结构进行多方面的考虑，在设计阶段，旧要考虑对于加固技术进行优化，采用加固建筑物耐久性的方法和计算设计理论，最好的是建立古建筑残损量化标准，进行残损指标计算模型的构建后，在进行修缮和加固。

参考文献

[1]谢启芳,杜彬,李双等.残损古建筑木结构燕尾榫节点抗震性能试验研究[J].振动与冲击,2015,(4):165-170,210

古代土木工程特点篇12

一、建筑框架结构形式

当前在我国的建筑框架结构中，最为常见的就是钢筋混凝土形式。钢筋混凝土结构具备较好的强度以及稳定性。因此在进行仿古建筑建设的时候，也可以充分运用混凝土结构形式，并对原有的仿木结构进行必要的改造，进而实现理想的建筑结构效果。因此在进行钢筋混凝土框架结构的施工过程中，应灵活运用混凝土框架的结构，可以依照传统的古建筑形式进行混凝土的浇筑。同时对于钢筋混凝土框架结构面层的处理时，还应该注意对其面层进行仿木花纹的装饰，不仅能够真实再现仿古建筑，延续其原有的风格，还可以通过该结构实现对整个建筑力学性能的提高，增强建筑的强度以及抗震性能。 钢筋混凝土技术在仿古建筑中的具体应用

当在进行钢筋混凝土仿古建筑的设计时，首先，要对传统的木结构建筑有深入了解。仿古建筑首先要求的是形似，而且还要求神似。因此，对仿古建筑施工技术、建造艺术会提出更高的要求，不然，建造出来的建筑物就会与要求的标准相差很远。以前的木构建筑一般是用木材作为原材料进行设计的，而在进行钢筋混凝土的仿古建筑，却是以钢筋混凝土的柱梁来作为主要支撑部分。以往在进行传统木构建筑施工时，是先把柱、梁、枋、檩等木构件进行相关的加工，加工之后的木构件成为一个个独立的个体，接着再把这些独立的个体组装起来;而钢筋混凝土仿古建筑，则是先进行捆绑钢筋，再进行支模，最后再对混凝土进行浇筑。以前的木构建筑对传统建筑施工技术进行参考并做进一步的借鉴，而钢筋混凝土借鉴的只是仿古建筑的外型，对于内部构造、抗震能力等方面的计算，则一样要与现代钢筋混凝土结构理论相符合，并且要符合现代设计的规范要求。

（一）淼纳杓萍笆┕

所谓的恚是由弓形的肘木与斗形的木块进行纵横交错叠构起来的，硎粲谖夜传统的木结构建筑中所采用的一种支撑构件，是介于柱头与梁架之间的构件，这样的构件不仅起到承重的作用，同时也起着美化的作用。砗椭头、额枋，主要是通过大来进行力的传输，由大向柱头传输力。一般来说，硐嗷ブ间会有垫戆澹但是垫戆宓暮穸戎挥2-3cm左右，因此，根本没办法承受负荷，而只是起到分隔空间的作用。在进行钢筋混凝土仿古建筑时，完全按照木构建筑的这种结构形式来进行是行不通的。因此，为了保证上下架能够牢固，并且能够达到混凝土结构的标准，要在持力部位稍做变化，可以采用柱轴线垫板来进行受力，然后把垫戆褰行加厚，厚度要达到结构上的要求，并将垫戆搴驼心枋、正心拱、正心檩等各个分件叠构成一个整体。当进行这样的改变之后，

砭臀扌杵鸪兄氐淖饔昧耍而变成起美化的效果，单纯起着装饰的作用。这样，可以以正心作为临界点，把斫行分开，分成外面和里面。同时，由于聿辉俳行载力，因此，可以采用混凝土或者其他的材料来进行施工，然后在垫戆迳厦姘颜庑┎牧瞎潭ㄏ吕础

（二）柱子的收溜以及侧脚

在以前的建筑中，柱子一般都会有收溜以及侧脚，后人在进行仿古建筑相关设计时，对这个已没有硬性的规定，也就是没有强制的要求。对于木结构建筑来说，做收溜和侧脚是很方便的一件事，而对于钢筋混凝土建筑则不同了，会带来很大麻烦。在做收溜时，要求柱子的直径上面小下面大，这就要求在开始进行模板安装时，直到对钢筋的捆绑，都要对这方面进行考虑;同时，还要求做侧脚时，外圈的柱头要向里面稍做倾斜，这样在进行施工时会更加繁琐。当然，更重要的还在于对于混凝土仿古建筑来说，做不做收溜侧脚，建筑物的外型和结构都不

会有什么影响，因此，钢筋混凝土仿古建筑要不要做收溜和侧脚，可以根据个人的实际情况来进行。

（三）楼板、屋面

在对仿古建筑的楼板以及屋面进行设计以及施工的时候，需要注意的是采用钢筋混凝土进行主题架构的设计，不仅仅要提高整个仿古结构的强度和稳定性，还应该实现梁板之间的很好结合。同样，在施工的时候，还应该注意多好面层的仿古木结构处理。混凝土结构的楼板以及屋面板可以依据常规的钢筋混凝土，采用肋梁式的平板结构。如果是需要做露明屋架的部分，则最好采用木结构屋架，如果采用混凝土则应该安装仿木的构件进行制作。混凝土则可以采用装配整体式的叠合梁板形式，尤其是针对椽部分，更适宜采用该方法。更简单的方式就是采用平板式的结构，并且用膨胀螺栓固定木制椽条或梁、枋。如果屋顶的折板面在整体形成一定的弧度的时候，则可以改用掺粉煤灰、膨胀珍珠岩等强度比较好的轻骨料混凝土整形，挂琉璃瓦或筒板瓦也改用混合砂浆粘结。

近年来，在屋面的处理方面，曾经采用在望板上面刷防水的油膏，铺设2层油毡等措施。但是效果甚微，许多仿古建筑建成后没几年就开始漏雨。为了解决以上问题，施工技术人员就应该积极吸取古代重要建筑屋面采用锡背防漏的做法以及制造水泥船薄壳混凝土工艺，并且用钢筋网混凝土背带代替锡背，从而增加屋面的刚度以及防渗性能。具体的做法如下：在屋面的望板上做完护板灰之后，用4@200双向钢筋网平铺，并且用扎丝将网片的中间捆扎起来，然后将C25细石混凝土平铺，抹平压实，钢板网应随压随提至混凝土层的中间，混凝土层的厚度应控制在4cm以内。细石混凝土中可以适当的掺入防水粉，从而提高混凝土层的防水性能，钢筋混凝土随捣随抹，等待12h之后开始进行养护，5d后可刷冷底子油。屋面钢筋混凝土工艺，是在保证中式建筑艺术风格和降低工程造价的前提下，利用刚性防水材料将屋面瓦作与屋面木基层分隔，来解决屋面漏雨问题，实践证明是行之有效的。

（四）梁架

在古建筑屋顶部分的梁架位置，主要有露明造和非露明造2种，如果是露明造，梁架檩木需要细加工，并且依据仿古的年代做好油饰彩绘。非露明造的，则需要做藻井天花，天花以上的梁架檩木可以粗做，且不需要进行油饰彩绘。在现代混凝土的仿古建筑施工过程中，如果是露明造者，需要依据古建形制，仿做出梁架檩木以及椽望板，但是施工的难度比较大。如果是非露明造，则上部的梁架檩木的设计就可以进行简化，而且可以采用满足结构安全性能要求的各种构造形式。古建筑结构中滚楞是木构建筑的重要特点之一，因此采用混凝土仿古建筑施工中，也需要做出滚楞，主要就是在浇筑完梁枋之后用切割机将四边各切去一个角，然后在打磨平整和光滑。

（五）表面装饰

用混凝土进行仿木结构施工的时候，需要对混凝土仿木结构的表面涂刷油漆。涂刷油漆的目的是用以装饰而并非保护。在进行混凝土上刷油漆时需要注意施工工艺，应该在混凝土的梁以及柱上面蒙上粗麻布，然后再做底灰，最后做油漆。否则混凝土上涂刷的油漆容易出现大面积剥落现象。

总之，为了实现仿古建筑的真实再现、美观性以及结构性能，就必充分利用现代施工技术，将混凝土结构融入到仿古建筑建设中去。具体在使用现代施工技术的时候，还应该依据仿古建筑的地理位置、使用功能以及结构特点等，选择合适的施工方法，进而确保仿古建筑的外在美观性以及施工质量。