淺談古建混凝土預制構件的可行性分析

沙玉廣+楊振

摘 要：中國古代建筑是以木構架為主的一種結構方式，隨著歷代建筑藝術的發展演變，如今較多的仿古建筑都是以鋼筋混凝土結構為主。通過力學性能、耐久性、施工周期、工程造價、外觀、環保節能方面六方面進行比較，闡述混凝土預制構件的可行性分析。

關鍵詞：混凝土；古代建筑；環保節能

中國古代建筑是以木構架為主的一種結構方式，隨著歷代建筑藝術的發展演變，如今較多的仿古建筑都是以鋼筋混凝土結構為主。斗拱、雀替、假梁頭、垂柱頭等古建筑構件形式現已演變為預制混凝土構件。斗拱體系（由斗、拱、升、昂、翹等結構構件組成）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為裝飾品。它用混凝土預制，通過預埋鐵件焊接等方式，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，用高強度粘接劑把構件拼接粘接成完整的斗拱。在混凝土假檐檁底預埋鐵件，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，分別預埋鐵件，與墻面連接。

在這里通過力學性能、耐久性、施工周期、工程造價、外觀、環保節能方面六方面進行比較，闡述混凝土預制構件的可行性分析。

1 力學性能比較

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

2 耐久性分析

在近二三十年中，仿古建筑的設計建造也經歷了一個發展變化的過程。開始時，人們是完全按照古代木構建筑的材料和技術，建造一些木結構的園林、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境保護和可持續發展戰略的要求，于是便產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。大木構件制作的古建筑在一定期限之后需要進行維修更新。

鋼筋混凝土材料有防腐、防火、防蟲蛀、抗震和節省后期維修費用等優點。而且由于混凝土構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部件。

3 施工周期可行性分析

預制構件制作時，首先先制作構件的模板，可以反復利用。根據工程的預制構件的多少及進度安排，本工程可以按照進度計劃和每層所需的預制構件數目制作預制構件模板。為了配合土建施工隊伍的進度，不影響施工進度，分析計算制作預制構件的模板數量。在施工時，安排專業的人員進行預制構件的制作，在工程需要之前已經成型堆放在指定位置。當工程需要時，可以直接取來進行安裝。施工周期可以靈活掌握，根據施工進度進行調整，在總進度中此工序成為非關鍵工序。木結構構件需要把每個構件全部加工成型，在需要時逐一安裝。木結構制作不能反復利用，只能一次使用，具有耗材、費工的缺點。

鋼筋混凝土現澆構件：此類仿古小型構件形狀小而奇特，工藝復雜。現澆時，需要與相連接構件一起施工，而此類小型構件支模、綁扎安裝鋼筋等工序相當復雜，這樣就影響了整個工作面的進度。另一個原因：現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、費工的缺點。

4 工程造價方面分析

預制構件：由于預制構件的模板可以反復利用，降低了材料成本，混凝土材料成本和構件安裝費用和其他施工方案相比工程造價低。

木質構件：木材材料成本價格昂貴，進行加工工藝復雜，用工多，總體講，工程造價高。

鋼筋混凝土現澆構件：此種方法有兩點影響造價，一是施工是在高空進行，工效降低，也相對影響施工質量；二是模板基本為一次性使用，耗費材料，加大材料成本費用。工程造價偏高。

5 仿古構件的外觀可行性分析

混凝土預制構件與傳統工藝木構件經油漆彩繪后外觀是一樣美觀的，而且斗拱預制安裝也具有整體性。散斗及橫拱采用預制砼，保證斗拱的整體性，由于散斗與橫拱及拱眼連體預制，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。鐵件應凹進砼內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 環保、節能方面可行性分析

木材：在近二三十年中，仿古建筑的設計建造也經歷了一個發展變化的過程。開始時，人們是完全按照古代木構建筑的材料和技術，建造一些木結構的園林、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境保護和可持續發展戰略的要求，于是便產生了用其他建筑材料代替木材建造仿古建筑的做法。

預制鋼筋混凝土：模板具有循環性、可再利用性。混凝土及鋼筋原材相對而言，較豐富。總體講，預制鋼筋混凝土方案具有環保、節能的優點。

綜上所述，從力學性能、耐久性、施工周期、工程造價、外觀、環保節能六方面可以證明仿古混凝土預制構件的可行性。為了保護環境和可持續發展，仿古混凝土預制構件應該廣泛推廣使用。