钢结构仿古建筑檐椽装饰施工技术

杨 忠 阳

(山西一建集团有限公司，山西 太原 030012)

钢结构仿古建筑檐椽装饰施工技术

杨 忠 阳

(山西一建集团有限公司，山西 太原 030012)

结合工程实例，根据仿古建筑檐椽施工的特点，采用二次深化设计及实体模型预控等方法，确定了合理的施工工艺，并系统地归纳了在现代钢结构基础上采用铝单板进行檐椽装饰的施工工艺流程及操作要点，有效地保证了结构安全和古建筑艺术效果。

钢结构，仿古建筑，钢椽，翼角，铝单板，铝角码

传统建筑中椽、飞、角梁等构件通常以木结构形式来表现，后来发展到以混凝土构件来体现仿古构件的艺术效果，随着当今社会的不断进步，仿古装饰也得到了飞速发展，在钢结构技术日益推广成熟的今天，出现了更多的现代钢结构框架体系的仿古建筑，如椽、飞、翼角采用钢结构外包铝单板来体现仿古特色的形式，对于发展仿古装饰艺术是一种积极的探索和尝试。

1 工程概况

某工程，建筑面积16 000 m2，建筑高度36.73 m，整个馆体为三层太极图阴阳鱼造型，阴阳鱼直径60 m，馆体外围由八卦形的底座高高托起，底座直径120 m。屋顶建筑形制外围由四个庑殿顶组成，中心部分屋顶投影平面为阴阳鱼图案，空间则由半圆攒尖顶与螺旋曲面组合而成，主体结构形式为钢结构框架。屋面构造从下至上由钢椽、45 mm厚木望板、1.2厚聚乙烯丙纶布防水层、20厚水泥砂浆找平层及屋面瓦组成；其中角梁(指在建筑屋顶上的垂脊处，也就是屋顶的正面和侧面相交处，最下面一架斜置并伸出柱子之外的梁)采用□400×250×14的矩形管、椽子采用□200×5的方管，材质均为Q345B。结构设计中钢椽布置是每隔两椽设置，为达到仿古装饰“一椽一档”的效果，中间两椽及钢椽包装均采用230×230×2.5的氟钛喷涂铝单板方管进行补档及装饰，以此来保证仿古屋面构造和特征的完整体现。

2 工艺原理

钢结构仿古建筑中，钢正身椽、钢角梁、钢翼角椽、椽档望板底等传统屋面构件采用优质铝合金面板为基材，经过加工成型后包装为仿古屋面构件，包装构件采用铝角码与屋面木基层固定连接，装饰效果表现为传统古建筑屋面构件的艺术风格。其中，钢正身椽间的椽档采用铝单板成型的椽补档处理方法；翼角部位的施工在对现场实体复测后，翼角椽、角梁的空间布置按实测结果进行计算机深化设计，并做1∶1实体模型进行套样编号，依样对异型构件包装成型，使其成型后的檐椽面、线、变截面均符合仿古建筑的形制特点，以此代替木质椽飞的艺术效果。

3 技术方案的实施过程

3.1 工艺流程

仿古建筑钢结构构架验收→现场复测→与专业加工厂确定钢椽装饰方案→二次深化设计→翼角部位做1∶1实样→制作胎具→工厂加工(翼角椽编号加工)→成品验收→测量放线定位→正身椽铝单板安装→正身椽补档安装→翼角铝单板编号组装→檐口、构件接口、接缝处细部处理→封檐板密封处理→清理验收。

3.2 关键技术实施

1)钢椽装饰方案及二次深化设计。

钢椽包装选用强度、耐久性好的铝单板为装饰材料，经过裁剪、折边、弯弧、焊接、打磨等工序，由工厂化加工成所需的形状和尺寸，最后在构件上进行符合古建筑风格特征的氟碳面漆喷涂。在构件制作前先对现场已安装完成的钢椽构件及椽档间距进行复测，按实测结果应用计算机对钢椽之间的档距进行统筹调整、均分和排版设计，对正身椽及翼角部位等装饰椽分块编号，然后绘制铝板加工图。正身椽、正面、侧面大样图见图1，图2。

2)钢正身椽包装固定。

铝单板装饰构件制作成型后，先在椽头以椽的出挑和起翘确定钢连檐(传统仿古建筑中连檐是指固定檐椽头和飞椽头的连接横木)的位置，保证连檐的空间曲线自然、顺畅、优美，本工程由于构造要求钢连檐采用50×50×5的角钢，底面与钢椽、屋架顶面焊接牢固，位置距椽头80 mm；后用小线翻出第一根正身椽以及翼角椽的位置再进行安装。安装时采用单个安装，先根据放线位置安正身椽，整块板通过四周铝角码采用3.2钻尾丝及铝板固定件与钢椽上的木望板连接固定，铝角码型材统一，严格按设计间距安装；正身椽安装完毕后椽档采用宽度为120 mm的铝单板平板补档，并通过四周铝角码与上部木望板连接固定。铝单板包椽反折边固定节点图见图3。

3)翼角部位的特殊控制。

a.传统建筑中翼角部分从立面上看是檐口的一条由飞身椽子开始，逐渐向上翘的曲线；从平面上看，又是一条向45°斜角方向逐渐伸出的自然和缓的曲线，似展翅的鸟翼，从而形象称之为翼角。在本工程翼角部分的铝单板制作是个难点，此部分钢椽从正身椽到老角梁是每隔一椽设置，间距较大，中间用铝单板均匀填补并要反映出仿古建筑翼角的曲线。这就使铝单板装饰的断面形式为变截面矩形，所设铝单板椽头和椽尾尺寸差异较大，与此同时，椽身和椽尾的长度也在变化。为解决这些复杂的变化，此部分测尺时先在现场用三合板做1∶1木质节点实体模型，排列出翼角椽的次序位置，椽身断面由正方形变为菱形，由椽头的菱形直接过渡成椽尾处薄厚不等的楔形，并呈散射状排列，以此确定翼角部位的空间曲线；然后按照模型的尺寸试样进行加工，以保证成型后角度及尺寸位置的准确，体现仿古翼角的曲线和造型。

b.本工程四个庑殿顶，每个庑殿顶有四个翼角，必须要求同一屋面的四个翼角椽断面形状、尺寸应统一，长度均按照实体模型尺寸，椽身斜形、翘曲部分应逐根加大至实际需要尺度。需要注意的是翼角处铝单板尾部与钢结构柱子连接不采用角码安装，而是对与钢柱结合处的铝单板进行反折边，然后打孔用钻尾丝上于木基层底面，反折边一方面是为了保护柱子使之安装时不变形，另一方面起角码固定作用。此处钻尾丝固定时严禁扭曲、变形、碰伤，严格控制安装精度，确保立面垂直度2 mm；表面平整度2 mm；接缝平直0.5 mm。翼角钢椽外包铝单板效果图见图4。

4)构件连接接口、接缝的细部处理。

a.铝单板安装时，铝角码固定处留有15 mm的分隔缝，为保证仿古建筑檐椽的整体效果衔接自然、统一，采用泡沫棒填缝，硅酮耐候胶密封的方式进行衔接处理；正身椽、翼角铝单板包椽安装完成后，椽头雀台处与钢连檐、瓦口木连接处的20 mm接缝处，必须用耐候胶嵌缝予以密封，防止气体渗透和雨水渗漏。

b.接缝处理除考虑立面的装饰效果外，更要考虑受热膨胀后的热伸缩量，嵌缝耐候胶注胶时应注意：

第一，充分清洁板间缝隙，保证粘结面清洁，并加以干燥；第二，为调整缝的深度，先在缝内填充聚氯乙烯发泡材料(泡沫棒)再注胶；第三，注胶后应将胶缝表面抹平，去掉多余的胶；第四，注意注胶后应养护，胶在未完全硬化前，不要沾染灰尘和划伤。

c.铝单板安装完工后，从上到下逐层将铝单板表面的保护胶纸撕掉，同时逐层同步拆架，拆架时应注意保护铝单板，不要碰伤、划伤，最后完成整个铝单板包椽工程的施工。正身椽外包铝单板装饰效果见图5。

4 结语

本工程中铝单板包椽技术在保持古建筑屋顶外形不变的前提下，采用工厂化加工，经过技术分析和模拟实验，从艺术效果上采取合理的工艺流程和可靠的技术措施使构件细部做的逼真，曲线优美流畅，确保了成型后的装饰效果具有传统古建筑飞檐、翼角的韵味，满足了仿古建筑的艺术效果。其施工操作更方便，构造更安全，大大减少了施工现场的作业量，有效地降低了劳动强度。经质量验收观感评定好，分项工程达到优良，受到建设单位、监理单位和设计单位的高度评价。

Wing angle decoration technology of pseudo-classic architecture with steel structure

YANG Zhong-yang

(Shanxi 1st Construction Group Co., Ltd, Taiyuan 030012, China)

Combining with engineering examples, according to wing angle construction features of pseudo-classic architecture, applying secondary design and actual model control methods, the article determines rational construction technology, summarizes wing corner decoration technology procedures and operation points of single aluminum board on the basis of modern steel structure. As a result, it effectively guarantees the structural safety and ancient architectural arts effect.

steel structure, pseudo-classic architecture, steel rafter, wing angle， single aluminum board, aluminum corner

1009-6825(2014)36-0106-02

2014-10-16

杨忠阳(1976- )，男，工程师

TU231

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