杭州园林设计院股份有限公司 浙江杭州 310007
摘要：园林建筑是建造在园林和城市绿化地段内供人们游憩或观赏用的建筑物，常见的有亭、榭、廊、阁、轩、楼、台、舫、厅堂等。中国的园林建筑历史悠久，在世界园林史上享有盛名。在3000多年前的周朝，中国就有了最早的宫廷园林，此后，中国的都城和地方著名城市无不建造园林，中国园林建筑包括宏大的皇家园林和精巧的私家园林，中国园林崇尚自然山水为主的风格，所以传统园林建筑的建材主要是采用竹木，砖石，使之和周围的山水、岩石、树木等融为一体，共同构成优美景色。随着时代的变迁，社会的发展，中国的现代园林建筑在使用功能上与古代园林建筑已有很大的不同，公园已取代过去的私园成为主要的园林形式，园林建筑越来越多地出现在公园、风景区、城市绿地、宾馆庭园乃至机关、工厂之中，服务对象也由小众变成大众，对建筑选材也有了更高的要求，如何选出一种强度更好，材质更均匀，取材更方便，外观又比较接近于古典园林风格要求的材料，通过比较，钢材就呼之欲出，下面就通过实例来具体阐述。
关键词：钢结构；园林建筑；应用
西湖集贤亭复建
2013年集贤亭在湖滨一公园原址上按照原建筑形式重新修建，原建筑为木结构六角重檐亭，但考虑到建筑位置的特殊性和建筑的耐久性，当时我们考虑了三种方案进行比选：
木结构（和原建筑结构形式一样）
优点：施工比较快，与原亭外观一致；
缺点：木柱与基础通过钢板螺栓连接，为铰接，抗弯较差，建筑位置在湖中，四周开阔，受风荷载较大，在台风等恶劣天气下存在可能被破坏的不确定因素，而且木结构在潮湿环境下，即使做了防腐处理，时间长了还会有腐烂的情况，建筑的使用寿命不长。
2，钢砼柱，梁，木屋面结构
优点：主体结构设计使用年限50年，钢砼部分不需要后期维护。
缺点：柱子截面比原木柱大一点，外观上与原亭有一些差别，施工工期较长，施工场地有限，浇筑砼有难度，整个亭子的荷载比原来大。
3，钢柱，钢梁，木屋面结构
优点：柱截面可以和原木柱一致，构件在工厂加工，现场安装，施工比较快，外观上与原亭变化不大。
缺点：钢结构在潮湿环境下，有生锈腐蚀的情况，前期材料要做好防锈处理，后期需定期维护，保养，荷载比原来略微增加。
结合建筑的安全性，施工条件，建筑的立面效果等多方面的因素，最后选了第3种方案，钢柱，钢梁加木结构屋面。这种结构的特点是，一檐的立柱加柱顶连梁和重檐的立柱加柱顶连梁为钢结构，檩条，椽子，屋面板，戗角采用木结构，钢构和木构之间用螺栓连接，这样既保证了结构主框架有足够的强度和刚度，又保证了整个屋面的翘角，线条比较自然流畅，不改变原来的立面效果。
首先是基础，因位置在西湖上，重做基础难度较大，原基础为整板基础，也没破坏，所以就利用原有基础。经过计算，总荷载比原来增加20%左右，利用原来的基础安全性问题不大，为了减轻荷载，挖除了原基础板上的块石垫层，改用加气砼块填筑，柱脚处浇筑直径1米的钢砼短柱做钢柱基础，钢筋植筋入原基础底板，在钢砼短柱上预留螺栓，钢柱脚通过螺栓与基础连接（图1）。上部钢柱选用，从材料强度上讲钢柱和木柱截面尺寸可以一样甚至更小，原一檐木柱截面为直径220mm，钢柱选用直径219mm壁厚14mm钢管，二檐木柱为直径200mm，钢柱选用直径203mm壁厚12mm钢管，为防止钢材锈蚀，柱脚底板，一檐钢柱内外壁均做热镀锌防腐处理，为了让钢柱外观更接近木柱的效果，在钢柱外面加三麻二灰处理，外面深棕色调和漆一底二度罩面，这样的处理和木柱处理一样，立面感官效果和木柱没有什么两样，满足了不改变原建筑外观的要求。梁采用和木梁截面相同的矩形箱梁，强度大于同截面木梁，外面深棕色调和漆一底二度罩面，和柱统一。柱础用石柱础中间掏空，两个半圆包在钢柱外面，用胶掺石粉拼接，达到了原有的效果。为保证梁柱连接的精准度及连接节点的可靠度，美观度，在工厂先分别焊接好两层框架，运到现场，先把下部框架与基础连接，再把上部框架焊接在下部框架上，这样就完成了建筑主体框架的安装，接下来就是把预制好的木构件通过螺栓与钢构件连接，戗角与钢柱连接通过特定的节点板用螺栓固定（图2），牛腿用T型钢板焊在钢柱上，外面用木牛腿包裹装饰，达到木结构的效果。通过3个月的施工，建筑达到了原有的效果，在西湖上又矗立起了集贤亭的靓影，收到了良好的社会反响，成了游人如织的景点。
钢结构具有自重轻，强度高，刚度大，变形能，力强的特点，能很好的承受荷载。钢构件多数可以在工厂加工，精准度较高，钢构件之间可以用电焊连接，或通过铆钉及螺栓连接，因为是工厂制造，所以节点连接较准确，细致，感官较好。钢材可塑性好，制作简单，与木构件的连接可以通过不同的节点板用螺栓连接，简单，方便，可以很好的把两种不同的材料组合在一起，呈现一个完美的作品，钢柱，钢梁加木结构屋面这种结构组合能较好的替代纯木结构，一般木结构建筑，特别是亭，廊，阁等，没有维护结构，风吹日晒雨淋，木材容易腐烂，建筑使用寿命不长，木材是一种天然的材质，材质的均匀性不太好把控，特别是在空旷地带，湖边，山顶等一下特殊的场地，建纯木结构的建筑就不太合适，采用钢构架加木屋面这种结构形式就能很好地取长补短，既达到了建筑效果，又满足了结构强度要求，延长了建筑使用寿命。
论文作者:郑文
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2017年第34期
论文发表时间:2018/5/17
标签：木柱论文; 木结构论文; 建筑论文; 园林建筑论文; 螺栓论文; 基础论文; 荷载论文; 《建筑学研究前沿》2017年第34期论文;