仿古建筑中混凝土柱與木梁連接施工技術

陳磊

（中國水電建設集團十五工程局有限公司，西安 710065）

1 引言

仿古建筑因具有十分獨特的風格，在現代建筑中占據著不可替代的地位，且因為仿古建筑可以充分地展現一個城市或者地區的風貌，所以，國內各個地區對仿古建筑的市場需求也在不斷增加。眾所周知，木結構在使用的過程中很容易發生火災，再加上當前國內木質資源匱乏，研發新技術來表現仿古建筑十分有必要。而混凝土在項目建設過程中的應用愈發廣泛，其穩定性較高，使用過程中不易被腐蝕，因此需加強研究，尋求更好的混凝土柱與木梁連接技術，以促進仿古建筑的和諧發展。

2 連接木結構與混凝土結構過程中所應用的技術

在我國，木結構應用于項目建設過程中已經有很長的歷史，雖然木結構具有諸多優點，但因為木結構在應用過程中容易出現腐爛或者開裂的現象，另外，施工過程中由于需要控制木質材料的含水量，必須采取相應的烘干措施，使得施工成本大大增加，再加上用木材建設的項目防火性能通常較差，所以，當代仿古結構中幾乎不直接應用純木結構。隨著建筑行業的發展，混凝土結構因為具有一定的安全性和施工便捷性，在項目施工過程中的應用越來越廣泛。人們通過不斷的探索和研究，將木結構和混凝土結構結合起來應用到仿古項目的建設過程中，比如，應用混凝土框架結構建設仿古建筑的金柱、梁、屋面等，應用木結構建設仿古建筑的欄桿、斗拱等[1]。在具體建設的過程中，所選擇木材的質量是非常重要的，而且必須對其進行相應的防腐和防火處理后方可投入到施工使用的過程中去。將2種結構組合在一起，不僅可以節省木材，降低施工成本，還可以提高整個仿古建筑的耐火性，不僅如此，仿古建筑的傳統建設風貌也得到了相應的保持和延續。

3 傳統混凝土柱與木梁連接技術

3.1 整體現澆法

在所有的混凝土柱和木梁的連接工藝中，混凝土模板整體現澆法是最為常見的一種。應用整體現澆法進行施工的過程中，在支模板的過程中就需要將木質構件的端頭和混凝土柱綁扎在一起，然后直接澆筑成型。應用該方法進行連接的過程中，必須提前準備好混凝土柱的模具，然后按以下步驟開展施工：（1）在混凝土柱還沒有達到徹底干燥狀態的時候，將木質結構端頭插入，固定好木質結構的端頭，嚴格控制端頭插入的長度必須等于或者超過混凝土柱其半徑的1/2。為了提高木質結構插入的精準性，需要在木質結構底部對木梁底面進行良好的固定和支撐，然后再利用鐵絲將混凝土柱中的鋼筋和木質結構的端頭緊緊地固定起來，最后校準混凝土柱和木質結構的連接位置。（2）模板支護，應用混凝土模板整體現澆法技術進行連接的過程中，模板的支護十分關鍵，為了保證木質結構的位置精準無誤，需要做好模板基線的校準和確認工作。（3）連接好混凝土柱與木質結構后，需要做好連接位置混凝土結構的養護工作，避免裂縫甚至斷裂情況的發生。通常來說，應用混凝土模板整體現澆法開展施工的過程中，如果施工工期較短，連接情況較為復雜或者項目施工量較大，那么，該技術在應用過程中通常會受到一定程度的限制，因此，必須全面地分析項目實際施工情況，然后再決定是否應用該技術進行施工。

3.2 榫頭預埋法

在過去，人們往往應用傳統榫卯連接方式（見圖1）對混凝土柱和木梁進行連接，隨著科學技術的不斷發展，將傳統的榫卯連接方式和混凝土模板整體現澆法相互融合，衍生了一種新的連接方式，即榫頭預埋法。應用該方法進行連接的過程中，需要做好以下工作：（1）將木質榫頭預埋在混凝土柱中；（2）固定外漏榫頭，在這個過程中往往需要應用到手腳架以及鋼管[2]；（3）混凝土的澆筑和養護，預埋、綁扎、固定和支撐好榫頭后，再開展混凝土澆筑施工作業，并且嚴格按混凝土養護要求對連接部位的混凝土進行養護，避免出現裂縫或者開裂的現象，等待混凝土自然風干后，榫頭和混凝土柱就連接成為了一個整體。應用該方法進行連接的過程中需要控制好榫口和卯口的尺寸，并且嚴格按相應的質量檢驗標準進行校核。為了保證連接質量，要求施工人員必須具備足夠高的專業技能水平。

圖1 傳統榫卯連接方式

3.3 鋼鐵靴預埋法

在連接混凝土柱和木梁的過程中，鋼靴預埋法也十分常用，應用該方法進行連接需要按以下步驟進行操作：（1）應用厚度為4～5mm的鋼板制作鋼靴；（2）在木梁上合理地設置對角鋼，應用焊接固定的方式將木榫頭和鋼靴固定起來，然后再與帶有卯口的木梁進行連接。因為鋼靴結構是空腔結構，應用該方法進行連接的過程中，混凝土容易流入到空腔內部，導致堵塞，最終影響木梁端頭的包裹效果。為了避免這類情況的發生，一般需要應用毛氈或者泡沫等物體對空腔進行填充，避免混凝土流入空腔內部。在開展混凝土澆筑施工之前，需要將鋼靴埋在混凝土柱中，控制混凝土柱與鋼靴口的高度和木梁的高度一致，然后校驗標高和軸線，只有校驗結果合格，才能保證鋼靴和柱內的鋼筋已經焊接為一個整體。完成鋼靴預埋操作后，需要刷防銹涂料對鋼靴等其他金屬連接構件進行除銹，避免金屬材料在應用的過程中發生銹蝕，進一步延長構件的使用壽命。

3.4 鋼制材料連接件

隨著仿古建筑施工技術的飛速發展，混凝土柱和木梁的組合結構在仿古建筑中得到了極為廣泛的使用，混凝土柱和木梁的連接技術也得到了飛速發展。比如，在原有的連接技術的基礎上，新衍生出了一種更加新型的連接技術——鋼制材料連接件。和其他連接技術相比，這種技術更具優勢：（1）應用鋼制材料作為連接構件，使得連接的力學強度得到明顯提高，繼而使仿古建筑的穩固性也得到提升；（2）鋼制材料具有更好的可加工性能和焊接性能，不僅如此，鋼制材料連接件生產時間較短，生產成本相對較低；（3）鋼制材料連接件雖然結構尺寸較小，但力學強度卻較強，應用起來十分便捷[3]。總而言之，鋼制材料連接件在仿古建筑中的使用不僅可以有效提高結構整體穩定性，還可以提高仿古建筑物的觀賞效果。

4 展望

在國內當前的仿古建筑施工過程中，混凝土柱和木梁的連接技術大多采用傳統的連接技術，隨著長時間的使用，傳統技術應用的缺陷逐漸顯露出來。為了提高仿古建筑的穩定性，研發一些結構相對簡單、便于施工和維護的連接方式是非常有必要的。在所有連接技術中，鋼制構件連接方式就是連接效果非常不錯的一種連接技術，但在設計、生產和應用鋼制構件的過程中，需要注意以下內容：（1）在設計鋼制構件結構的過程中，盡量保證其結構簡單，易于加工和安裝，保證這些鋼制構建具有足夠的力學性能。（2）使用的隱蔽性，仿古建筑最為明顯的特點就是延續傳統古代建筑的風格，所以在應用這些鋼構件的過程中必須做好隱蔽，避免影響整個仿古建筑的外觀效果。

5 結語

在仿古建筑中，混凝土結構和木結構組合結構具有足夠的安全性、便捷性和耐久性，應用范圍越來越廣泛。但是，混凝土柱和木構件的連接節點仍然是這類組合結構的薄弱位置，在施工和使用的過程中很容易出現問題，急需一種新型的連接方式。因此，以鋼制構件連接方式為代表的新型連接方式應運而生，其具有傳統連接方式所不具有的優勢，值得進一步推廣和應用。