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中国传统建筑分为顶、身、基础三大部分，将顶面重量传递到柱与墙体，又能承托美丽的飞檐的构件是斗拱系统。现代仿传统建筑越来越多的采用金属材料。因为承载结构的变化，斗拱逐步演化为装饰构件，不再做承重构件。铝合金斗拱是现代仿古建材料的佼佼者，材质稳定、重量轻、加工较为简便、安装简单，具有很多优势。但是因为没有统一规范，无法形成稳定的质量标准，较难大范围推广，我们在项目中做了部分尝试，逐步完善与推广。 铝合金斗拱安装初探 德才装饰股份有限公司 张勇、杨帅、宋广伟、魏东 01 斗拱是中国古代木结构建筑中最具特色的一种构件，某种程度上也可以称得上是中国古代传统木结构建筑的象征。 斗拱是靠卯榫结构将一组小木构件相互叠压组合而成的一种结构承接构件组合体。用于柱顶、额枋、屋檐和构架之间，起到称重连接的作用。 传统斗拱结构 斗拱的历史非常久远，目前有据可查的史料记载，已有近三千年历史。斗拱在不同的时代，组合结构与形态各不相同，但是基本都是有两个功能构件组成：一是横向或纵向用于承托梁枋的“拱”，二是位于“拱”间，承托连接各层“拱”的方形构件“斗”。“斗拱”的名称也是由此而来的。 在社会经济飞速发展的今天，仿古建筑随着经济的发展也大量普及。传统建筑的建材以使用木材为主，现代社会因为大型木材的日益短缺及社会对消防安全的要求，不允许在公共大型建筑中采用易燃的木材作为主要建筑材料。 这就给金属仿制传统木质构件提供了广阔的使用空间。 02 铝合金斗拱是现代仿制传统木质斗拱构件的形式之一。目前市场上应用的比较多的是混凝土斗拱，钢材焊接斗拱等。 混凝土斗拱 03 铝合金斗拱相比较其他材质有以下几大优势： 材质轻，抗剪力度达标。因为目前的建筑结构以框架和剪力墙结构为主，仿制斗拱的主要作用是为了美观和装饰，都不具备承重功能，因此，没有抗剪力的指标要求。 易于加工，不易腐蚀。铝合金材质教软，熔点略低，便于溶解铸造。焊接加工法也相对简便。同时，更便于后期的修饰，包括面层阳极氧化、氟碳喷涂、热转印等涂膜的处理都有很成熟的技术应用。同时，铝合金材料耐腐蚀，不老化，具备户外长期应用的特质。 造价相对较低。铝合金材质相对属于价位较低的金属材料，加之安装时因为重量轻，材质较软，可以大量节省安装的劳务费用。 现在铝合金斗拱的使用刚刚进入起步阶段，以山东省为例，全面采用金属材质顶棚和斗拱的大型仿古建筑仅有济南市大明湖的超然楼和临沂市蒙山风景区的望海楼。 造成铝合金斗拱市场普及面偏低现状的原因有多种，主要是建筑开发企业还停留了传统木作业的思想基础上，否定现代材料对传统建筑的推动作用，认为不使用传统木材加工就不能体现传统建筑文化。二是铝合金斗拱的加工企业少，技术掌握的水平低，且没有相应的规范进行质量标准的核定，不能保障质量的稳定性。三是普及率低，加工制作大多停留在半机械半手工作业，产量低导致了造价高，同时金属材料金近年普遍涨价，带动了铝合金斗拱的价格比传统木质材料的斗拱构件没有太多的价格优势，致使市场的占有率很低。 铝合金仿制斗拱 04 望海楼因地处蒙山东隅，又名东蒙，海拔1030米，为蒙山第三高峰，为蒙山观东海看日出的最佳处。项目拟打造为景区内标志性明清风格的文化建筑，建筑面积约1815平方米，是集蒙山文化大成的翰墨书香地，是一座大雅之楼，也是游客观山望海体验蒙山文化的好去处。 望海楼项目雄姿 望海楼的结构为钢结构，整个楼宇设计为全金属仿古三层重檐歇山顶造型，是山东省内唯一第一座全金属结构大型仿古建筑。项目自2014年3月开工至2016年7月结束，历时两年有余。 望海楼建筑结构全部为钢结构现场锚栓组装。梁柱装饰为铝合金热转印喷漆技术，现场模块化组装。装饰斗拱为可拆卸式铝合金组合结构，完全根据传统建筑模式进行的金属复原，安装结构借鉴古法大胆创新。制作尺寸依照斗口模数进行翻铸，现场装配也依据传统斗拱安装步骤进行安装。 斗拱翻铸 屋面的仿古瓦片为铝合金热转印面瓦，采用铆钉锚固同时结合古法设计的相互叠压咬扣的连接方式。 室内天花藻井在结构上采用轻钢龙骨铝扣板的结构，材质上采用3mm铝板铸压成型后进行热转印仿古纹样。 整个建筑古朴典雅，傲立挺拔，是全金属结构仿古建筑的典型代表。 05 传统斗拱因为构件的做法不同或者位置不同，有多种不同的类型，主要包括平身科斗拱、柱头科斗拱、角科斗拱、昂翘斗拱、溜金斗拱、品字斗拱、平座斗拱、一斗三升及麻叶类斗拱、牌楼斗拱及隔架斗拱等。 蒙山望海楼项目地处蒙山海拔1030米的峰顶，结构为钢结构，整个楼宇设计为全金属仿古三层重檐歇山顶造型。因为该山势处于未开发状态，没有施工道路，材料运输和安装的困难，在项目设计之初就拟订梁柱檐枋及斗拱、天花、屋面瓦都采用铝合金材料仿制。 铝合金斗拱具有结构简单合理，自身重量较轻的优点。还能在其表面进行各种金属工艺装饰，是对中国古老建筑结构的创新。 目前国内建筑市场金属斗拱的种类主要分为两种，一种是按照斗拱外形一体铸造成型，不需要单独进行分解组装，只需单体铸造造型安装固定即可。 一体铸造铝合金斗拱 另一种是按照传统斗拱的形制进行仿造，安装时也需要按照传统的安装流程进行由下而上的系统组装。 传统组装形制铝合金斗拱 传统的斗拱安装，因为木质材质的问题，在加工过程中为了避免木料变化造成安装困难，对斗口的尺寸都有一定的富余量，而铝合金斗拱各个构件可以直接铸造的严丝合缝，安装操作简便，不考虑现场刨削改造的因素，直接进行焊接或者铆接即可完成。 06 施工工艺方法： 传统木结构斗拱安装工艺流程 安装坐斗→安装垫拱板→安装各层横、纵、斜向构件→安装各层升斗→在挑尖梁上栽横向构件→安装枋类构件→安装盖斗板件
铝合金斗拱安装图示 铝合金斗拱安装工艺流程 金属骨架焊接防腐→安装封檐铝底板→安装坐斗→安装横向拱与纵向构件昂→安装各层升斗→安装铝合金枋桁→补漆、打胶
通过反复试制与安装，加上在望海楼项目的充分磨合，我们对铝合金斗拱的安装总结了一些经验。尤其对安装的尺度与精度的掌握，通过安装时对各个维度的测算与调整，分析出了具体的安装尺寸与要求。 我们总结的铝合金斗拱允许偏差，普遍比传统木结构斗拱的安装精度提高了20%的精度标准。 铝合金斗拱安装后的允许偏差和检验方法
注意事项： a 组装时组合顺序要正确，提前掌握各位置“斗”、“拱”的安装关系，对容易混淆的构件依照图纸进行编号。 b 安装时严格控制安装精度，避免出现弧度误差，以免造成误差积累导致后期高度不一致。 c 在敞口部设有封板，在提高斗体和拱身强度和刚度的同时，还能兼顾防止积累杂物或构筑鸟窝。 07 在铝合金斗拱安装案例中的经验： 1、为保证铝合金斗拱组装顺利，在正式安装之前要进行“草验”即：试装。如果构件之间结合不严，要进行纠偏处理，使之符合各构件结合的质量要求。 2、试装好的铝合金斗拱要一攒一攒地打上记号，用绑扎带临时捆起来，防止其他位置铝合金斗拱混杂，同时用泡沫板进行周边包封，避免在运输和存放过程中受到损坏。 3、正式安装时，将组装好的铝合金斗拱成攒地运抵安装现场，摆在对应位置。各位置的铝合金斗拱也痛传统木质斗拱一样分为平身科、柱头科、角科斗拱，各位置斗拱都运齐之后，即可进行安装。 4、铝合金斗拱安装，要以攒号为单位，平身科、柱头科、角科斗拱一起逐层进行。先安装第一层大坐斗，以，然后再按照纵向构件压横向构件的构件组合规律逐层安装。安装时注意，草验过的斗拱拆开后要按原来的组合顺序重新组装，不要调换构件的位置。 5、安装铝合金斗拱每层都要挂线（现在普遍采用水准仪），保证各攒、各层构件平、齐，有毛病的要及时进行修理。其它与斗拱相结合的构件要同斗拱其他构件一起安装。 6、斗拱安装，要保证纵向构件出入平齐，高低一致，各层构件结合严实，确保质量。 08 优秀的传统建筑结构设计不仅表现在结构的实用功能上，也表现在形式上，特别是功能与形式的统一上。 古今中外许多能工巧匠把结构的功能与形式恰当地结合起来，形成了一些经典的结构。我们这个时代在经济快速发展的同时也越来越关注传统文化的继承与发展。 金属结构的仿古建筑市场方兴未艾，现代仿古建筑如雨后春笋纷纷耸立。 铝合金斗拱的发展与安装，从技术角度来说：要达到安装结构的使用功能的实现；材料与装饰面的稳固耐用；材料使用的合理性；工艺制造的精湛程度、安装的准确与美观等。这些都要我们在今后的工作中努力的去完善，使现代材料能完美的呈现中国传统建筑之美，是我们始终追求的目标。
附：铝合金斗拱试安装过程与现场安装
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