建筑物“移减柱”工艺续写新篇

田鹏刚

在中国古建筑中,无论是抬梁式建筑,还是穿斗式建筑,都比较讲究对称,所有的门窗、梁柱等布局几乎都是成双成对的。

到了元朝,为了让殿宇的内部空间能够满足从事佛事活动的需求,充分发挥建筑的使用功能,部分建筑采用了减柱或移柱的做法,所谓之“减柱造”或“移柱造”。

现存的山西五台山佛光寺金代文殊殿、永乐宫三清殿、崇福寺弥陀殿、河南奉仙观三清殿、北京故宫保和殿等都不同程度的采用了“减柱造”或“移柱造”的做法,堪称古人将设计理念与施工效果巧妙融合的典范。

近年来,随着时代的发展和科技的进步,人们对现有建筑物的使用功能提出了新的更高的要求,随之出现的改变原有结构的使用功能等结构改造现象日益增加。其中,为了增大使用空间而进行的抽柱托换加固改造工程已经占了相当大的比例并且发展迅速。

与拆除重建相比,抽柱托换具有突出的经济效益和显著的社会效益。抽柱扩跨时采用托换结构对建筑进行改造加固,仅对根据建筑使用功能的要求拆除极个别的构件,工期短、拆除工作量小,同时不会排放大量建筑垃圾,节约了建筑材料和建设资源,又减少了建筑拆除过程中产生的噪音和粉尘污染。

另外,由于托换改造工程本身的投资较少,且不影响建筑其它部位的正常使用,因此具有投资少、效益高的优点。对既有建筑的抽柱扩跨工程通过托换结构进行改造加固,可以避免拆除更多的建筑物,使得改造加固后的建筑能够适应不断提高的生产工艺要求和人们生活的需求。

在现代的既有建筑空间改造工程中,汲取了古建中“减柱造”“移柱造”的灵感,具有广泛市场前景和深远的社会意义。比如在我国西安曲江大唐不夜城的正唐抽柱托换加固改造工程中,地下二层中厅由于功能改变,需要将该区域中柱及相邻梁板从负一至二层抽掉,三层改造为酒店,且在新增中厅正上方区域有较大的荷载增加。针对这一大型的商业综合体改造工程,结构设计团队展开科研攻关,进行了中厅位置变换结构可行性研究、托换结构的选型研究、增大混凝土梁截面纵向钢筋锚固关键技术研究、抽柱施工的全过程力学研究与应用等。保证了改造项目安全顺利实施,为类似工程提供了成功经验参考。

田鹏刚,工学博士,正高级工程师,硕士生导师,陕西建工控股集团有限公司-西安交通大学未来城市建设与管理创新联合研究中心理事、秘书长,陕西建研院古建文物与特种工程研究所所长,陕西建科建设特种工程有限公司董事长。