這篇建筑類期刊投稿發表了鋼結構的建筑藝術效果和造價，鋼結構用于很多仿古建筑當中收到了良好的藝術效果，鋼結構建筑設計是仿古建筑設計的一個重要環節，論文就中國古建筑的歷史文化特色探討了鋼結構設計和建筑設計。

　　關鍵詞:建筑類期刊投稿,鋼結構,仿古建筑,建筑風格,造價經濟

　　1工程概況

　　漢中市石門水庫位于陜西省漢中市北18km，修建于20世紀70年代初，大壩為鋼筋混凝土雙曲拱壩，高88m，總庫容1.08億m3，是一座以灌溉為主，兼顧發電、防洪功能的大(2)型水庫。依托石門水庫建成的石門棧道風景區是國家AAAA級風景區。石門水電站根據灌溉渠道布置修建，分東干渠首的東電站、西干渠首的西電站、河床主電站及后來續建的河床8號機電站共4處，8臺機組總裝機4.2萬kW。石門水電站已運行四十多年，發電設備落后、廠房陳舊，2012年被列入陜西省農村小水電增效擴容試點項目，主要包括水輪發電機組更新、電氣設備更新、電站房屋建筑改造部分。筆者完成了水電站廠房改造工程的設計工作，現就該工程改造設計談談自己的經驗與體會，僅供同類工程參考。

　　2設計要求、理念、方案

　　石門水電站位于石門風景區內，景區總體規劃所有建筑的造型、色調為“兩漢三國”建筑風格。石門水電站業主基于自身發電生產的需要和風景區總體規劃，要求對東、西、8號機水電站廠房、辦公樓、4個車間結構進行加固改造以保證發電生產需要，并且對建筑外觀進行仿古改造，達到景區總體規劃的“兩漢三國”建筑風格要求。筆者所在團隊承擔了上述房屋建筑改造設計任務，其中東、西、8號機這3座水電站廠房、建筑面積共727m2的改造設計任務由筆者完成。

　　通過查閱3座水電站廠房竣工圖紙，筆者有了初步認識。東、西電站廠房修建于20世紀70年代初，為地上式單層結構，東電站廠房長31m、寬11.7m、高8.5m;西電站廠房長15.2m、寬11m、高8.5m，兩個廠房構造均為帶牛腿變截面鋼筋混凝土排架柱、薄腹屋面梁、預制槽型板平屋頂結構，廠房桁車標準10t。8號機廠房修建于2010年，屬于后期續建電站，廠房為地上式3層框架結構，長18.8m、寬10.5m、高14m，桁車標準10t。建筑設計方案選擇上，筆者以廠房實際長、寬、高尺寸為基礎，結合“兩漢三國”仿古建筑構造特點，以達到建筑與周圍環境相協調為設計理念，認真構思每一個廠房建筑造型。

　　經分析比較確定建筑設計方案為:長、寬尺寸比例大的東、西廠房仿古屋蓋為歇山造型，長、寬尺寸比例小的8號機廠房仿古屋蓋確定為廡殿造型(以下舉例插圖為西電站設計方案，見圖1，圖2)。在仿古結構設計方案上，筆者考慮如果采用當今流行的鋼筋混凝土結構，針對此次廠房跨度大、層高大的實際情況，就有屋頂自重大、抗震性能差、造價高的缺點;而采用鋼結構雖可減輕屋蓋自重，節省投資，但在展現中國古建筑飛檐翹角、質樸厚重方面，又顯得比較現代、單薄，在細節處理上也有一定的難度。當今將鋼結構和仿古建筑有機結合在一起的實例較為罕見，筆者在查閱大量資料的基礎上，結合本人對古建設計的實際經驗，決定將廠房仿古屋蓋設計為鋼結構，成功地解決了這一問題。

　　3建筑設計

　　在建筑細節上體現出中國古建筑的歷史文化特色，是仿古建筑設計的一個重要環節。根據中國建筑史，漢代建筑屋面為灰陶瓦作，建筑色調以朱紅、灰白為主。設計屋面為灰陶2號筒板瓦，滴水、勾頭、擋溝等瓦飾配件按2號灰陶型號選用。屋脊設計尺寸突出主脊、垂脊、戧脊、圍脊主次比例;屋脊造型選用仿漢灰陶脊成品，要求正脊無吻、垂脊無獸，脊高大平直，棱角分明，尾部翹起，與平直屋面結合，呈現出雄渾粗獷的漢代建筑風格。檐口、搏風板、山花設計用3mm鋼板為面板，L40×4角鋼包邊，制作不易變形，顯得有厚重感。屋檐下部用薄鋼板吊頂，掩飾了懸挑屋檐下現代鋼結構的缺點。建筑色調以朱紅和灰白為主，檐口、搏風板、山花刷朱紅色磁漆，墻體刷灰白色仿石漆，墻裙勒腳貼青灰色文化石。

　　4結構設計

　　按照SL266—2001水電站廠房設計規范，筆者確定該工程水工建筑物級別為3級，抗震設防烈度為7度，設計基本地震加速度0.1g，按GB5009—2012建筑結構荷載規范確定標準荷載。其中風荷載標準值取w0=0.5kPa，是根據封閉式雙屋面、屋面高度、風荷載體型系數計算確定。筆者現場檢查這3座水電站廠房，廠房經多年運行墻體局部有裂縫，屋頂有幾處滲水的現象，但結構未見有貫穿性裂縫，主體結構尚好。筆者按仿古改造后荷載工況進行了廠房結構抗震驗算，驗算滿足抗震要求，表明廠房結構是安全的，針對于墻體局部裂縫，可采用鋼板網水泥砂漿抹面進行修補。廠房仿古改造結構設計分為鋼筋混凝土結構和屋面鋼結構兩部分。

　　4.1鋼筋混凝土結構設計拆除原廠房屋檐、女兒墻，沿廠房外墻頂設計一道300mm×400mm鋼筋混凝土連系梁，該連系梁和原排架柱頂植筋連接，以承載仿古屋面鋼屋架荷載并提高廠房結構的整體性，并在鋼屋架支座位置設計預埋地腳螺栓及預埋支座鋼板。

　　4.2屋面鋼結構設計設計屋面坡度為0.5∶1(與水平夾角26.6°)，出檐1.2m～1.5m，灰陶瓦屋面。其結構設計包括鋼屋架、C型鋼檁條、屋面結構三部分。

　　1)鋼屋架:主屋架設計為雙坡水芬克式三角形鋼屋架，軸線間距4m～5m。單坡水次屋架為直角三角形鋼屋架，通過節點板與主屋架連接。屋架結構設計采用PKPM—STS軟件。屋架采用在原廠房頂現場焊接，設計鋼材用Q235，上下弦桿、腹桿構件采用雙角鋼夾填板組合焊接成T型截面。為便于鋼檁安裝，屋架上弦構件與填板焊接須用塞焊縫。節點設計是鋼屋架設計的重點，節點位置、構造根據屋架受力特點靈活確定。

　　2)屋架支撐:為保證鋼屋架受力穩定以及屋蓋整體剛度，按鋼結構單層廠房設計規范要求，廠房兩側鋼屋架間上弦設交叉支撐四道、所有鋼屋架間跨中設垂直支撐一道;設前后檐口、下弦中間共三道通長剛性角鋼系桿。鋼屋架和支撐、系桿間設計采用螺栓連接，便于安裝調整。

　　3)屋面結構:包括C型鋼檁條、壓花鋼板屋面、鋼板網、水泥砂漿粘背瓦屋面共四部分。仿古屋面荷載較大，自重荷載達1.5kPa。屋面設計依據屋面壓花鋼板經濟跨度確定鋼檁條間距700mm，鋼檁條設計為C200×60×20×2.5，通過檁托與鋼屋架螺栓連接。屋面板設計選用3mm厚扁豆形花紋鋼板(紋高2.5mm)，截面抗彎模量大、抗滑性能好。

　　5結語

　　石門水電站廠房改造工程竣工后，工程決算造價820元/m2，造價指標均低于鋼筋混凝土仿古建筑;建筑外觀效果符合石門風景區“兩漢三國”的古建風格，建筑形態錯落有致與周圍風景融為一體，受到了游客和業內人士的一致好評。筆者通過探索與實踐，深刻體會到鋼結構運用于仿古建筑只要構思新穎、設計得體，就會收到較好的建筑藝術效果和造價經濟效果。

　　作者：馬建新 單位：陜西省漢中市石門水庫管理局

　　推薦閱讀：《建筑節能》雜志，創刊于1973年，是由中國建筑東北設計研究院有限公司主辦，住房和城鄉建設部建筑節能中心、清華大學建筑節能中心和中國建筑學會建筑材料分會協辦的國家級建筑節能專業技術期刊。