發(fā)布時間：2023-10-13 15:36:22
序言：作為思想的載體和知識的探索者，寫作是一種獨特的藝術(shù)，我們?yōu)槟鷾蕚淞瞬煌L格的5篇仿古建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計，期待它們能激發(fā)您的靈感。
關(guān)鍵詞:仿古建筑；結(jié)構(gòu)設(shè)計；研究分析；設(shè)計項目
中圖分類號： TB482 文獻標識碼： A
引言
在園林的規(guī)劃建設(shè)以及古城區(qū)的建設(shè)施工過程之中，仿古建筑有著相當重要的地位。相關(guān)項目作為一種較為特殊的設(shè)計類型，當前綜合了不同的設(shè)計手段和施工技術(shù)，并且采用了全新的混凝土框架施工結(jié)構(gòu)。故在設(shè)計方案的研究與分析制定過程之中，還需從工程建設(shè)本身的需求著手，對建筑的結(jié)構(gòu)進行準確估量和計算，結(jié)合建筑特點，設(shè)計出不同形式的仿古建筑類型，以充分的滿足城市建設(shè)發(fā)展的需求，為城市的進步創(chuàng)建出良好的基礎(chǔ)。
1.仿古建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計特點分析
針對仿古建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計特點加以分析，是促進設(shè)計工作實現(xiàn)新的轉(zhuǎn)變的關(guān)鍵點，故應(yīng)當加以重視。我國古代的建筑多半是以木的結(jié)構(gòu)為主要設(shè)計原則，其平面的布局講究的是含蓄，注重多層次的分布和不同布局之間的靈活轉(zhuǎn)變，并且對于均衡性相當重視。所以，在仿古建筑設(shè)計之中應(yīng)當對維護結(jié)構(gòu)以及承重結(jié)構(gòu)進行重點的設(shè)計，應(yīng)當確保其有著明確的分工并且有著不同的體系結(jié)構(gòu)。諸如在我國的古代建筑斗拱設(shè)計形式之中，就相當充分且全面的運用了不同的色彩裝飾和突出的結(jié)構(gòu)設(shè)計要點，使得整個建筑的設(shè)計呈現(xiàn)出了一種較為莊重的造型，而在外觀方面，則顯得相當?shù)娜A麗。這一點是我國古代建筑的一個核心理念。在當前的仿古建筑設(shè)計之中，多半的項目也采用了類似的設(shè)計形式，很好的繼承并且發(fā)揚了我國古代建筑的獨特結(jié)構(gòu)樣式，在實踐的設(shè)計工作之中，還可以借鑒當前時代的全新的設(shè)計結(jié)構(gòu)形式，使得其可以與傳統(tǒng)的設(shè)計理念相互融合，將構(gòu)件以及模數(shù)等進行重新的定型，進而實現(xiàn)從整體至局部的不同設(shè)計形式，在造型以及細節(jié)部位的尺度方面也有著相當詳細的規(guī)定。
我國古代建筑設(shè)計之中常用的穿斗式設(shè)計形式、跌梁式的設(shè)計形式等，都得到了較好的應(yīng)用和改良，而其中的不同設(shè)計原則，也被廣泛的運用在了實踐的設(shè)計工作之中，進而使得當前的仿古建筑呈現(xiàn)出了全新的色彩，整個設(shè)計項目的藝術(shù)效果和價值均得到了較大的提升。
2.仿古建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計要求及原則
在仿古建筑設(shè)計之中，明確相關(guān)設(shè)計原則和基本的設(shè)計理念，對于設(shè)計項目的穩(wěn)定開展有著相當重大的價值和意義，故應(yīng)當引起高度的重視。由于防震以及防腐蝕性等多方面的需求，當前階段的我國古代建筑設(shè)計之中已經(jīng)普遍的采用混凝土設(shè)計結(jié)構(gòu)的形式很好的替代了傳統(tǒng)的木結(jié)構(gòu)設(shè)計樣式。而采用混凝土鋼筋的設(shè)計，進而仿古建筑的建設(shè)，可以使得外觀的藝術(shù)效果和內(nèi)部的穩(wěn)定性均得到較大程度的提升。要想保證外部的油漆效果與木結(jié)構(gòu)的相類似，還應(yīng)當對仿古建筑設(shè)計之中的相關(guān)準則和規(guī)定進行嚴格的掌控，兼顧多方面的影響因素和建筑自身抗震的設(shè)計需求。
在建筑的設(shè)計過程之中，應(yīng)當嚴格的按照仿古建筑的基本模數(shù)結(jié)構(gòu)和模型體系進行建設(shè)和施工，保證整個體系的完善性和科學性，在結(jié)構(gòu)設(shè)計過程之中各個受力的構(gòu)件規(guī)格應(yīng)當進行嚴格的掌控，充分的滿足建筑自身的需求。各個構(gòu)件的施工應(yīng)當符合力學體系的傳力標準，針對外形和尺度的把控也應(yīng)當完全的參照古代建筑之中梁柱的設(shè)計樣式進行執(zhí)行。此外，在仿古建筑設(shè)計之中還應(yīng)當采用多種不同的結(jié)構(gòu)體系，采用組合的形式以充分的滿足仿古建筑的屋面設(shè)計需求。由于仿古建筑的屋面設(shè)計有著較大的特點，在設(shè)計過程之中屋面的變化較為顯著，其對造型的要求較高，并且整個設(shè)計的難度較高，所以針對體系的設(shè)計應(yīng)當按照舉架等設(shè)計的理念原則進行處理，這樣就可以使得整個屋面的設(shè)計呈現(xiàn)出一種緩慢上升的趨勢，并且體現(xiàn)出優(yōu)美的設(shè)計曲線，充分的滿足當前仿古建筑的設(shè)計標準和建設(shè)需求。
一般情況之下，仿古建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計之中相關(guān)構(gòu)件起到裝飾的作用，其有著獨特的設(shè)計藝術(shù)效果，同樣需要加以重視。其中最具有代表性的是斗拱，其屬于我國古代建筑設(shè)計之中的一種特殊的設(shè)計形式，具有很好的傳導屋面荷載并且降低整個屋頂橫梁跨度的作用，故對應(yīng)于整個仿古建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計有著相當重大的意義。由于我國當前相關(guān)設(shè)計項目多半采用的混凝土鋼筋的結(jié)構(gòu)形式，其建筑的設(shè)計一般是由主體框架進行承擔，所以斗拱已經(jīng)逐步的退化成為了裝飾性的物品，而不再有相對應(yīng)的承重效應(yīng)。所以，在設(shè)計過程之中還需要對上述內(nèi)容加以明確，以更好的實現(xiàn)建筑設(shè)計效果和水準的改進。
3.實例分析
針對仿古建筑之中的相關(guān)設(shè)計實例加以分析，是促進設(shè)計效果提升并且完善設(shè)計理念的核心環(huán)節(jié)，應(yīng)加以重視。在仿古建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計過程之中，應(yīng)當嚴格的遵循傳統(tǒng)布局模式和設(shè)計的結(jié)構(gòu)樣式，并且很好的與現(xiàn)代的技術(shù)進行融合，以開創(chuàng)出仿古建筑的新局面，實現(xiàn)技術(shù)的不斷改進。在實踐的設(shè)計過程之中應(yīng)當取長補短，需要在掌握設(shè)計規(guī)范的基礎(chǔ)上，根據(jù)自己的經(jīng)驗積累對計算機結(jié)構(gòu)計算結(jié)果進行合理的調(diào)整，對傳統(tǒng)的設(shè)計技術(shù)進行細致的改良和創(chuàng)新，采用混凝土的主體結(jié)構(gòu)設(shè)計形式，吸納現(xiàn)代化的結(jié)構(gòu)設(shè)計精髓，進而達到仿古建筑設(shè)計的施工效果。
位于南寧青秀山風景區(qū)的觀音禪寺擴建工程在原禪院的舊址上改建，擴建后更名為萬壽觀音寺，占地面積約15畝，是原有面積的三倍。寺院內(nèi)有大雄寶殿、藥師殿、觀音閣、臥佛殿、法物流通處、素菜館等布置，整體仿唐宋建筑風格。
在大部分主體結(jié)構(gòu)為鋼筋混凝土的仿古建筑中，斗拱和雀替是作為純裝飾構(gòu)件，不考慮其受力，與主體結(jié)構(gòu)分別澆筑成型。屋檐荷載通過斗拱上方的現(xiàn)澆混凝土桃尖梁、斗拱中間的現(xiàn)澆混凝土剪力墻傳給剪力墻下方的額枋斗和拱，雀替采用鋼筋混凝土預制構(gòu)件，通過主體結(jié)構(gòu)澆筑時留設(shè)的預埋件與額枋和檐柱焊接連接。但是在本方案中，選用了裝飾性構(gòu)件和受力構(gòu)件結(jié)合的設(shè)計及施工方式。雀替采用鋼筋混凝土預制構(gòu)件通過預埋件焊接連接。采用斗拱作為受力體系，既實現(xiàn)了對出檐的處理，也減少的撩檐檁的斷面高度。在角科斗拱的老角梁處理上，設(shè)置了暗梁，與斗拱寬度一致，這樣不僅僅實現(xiàn)了長梁的出挑，也控制了受力均衡，加強了結(jié)構(gòu)體系的穩(wěn)定性。所以，根據(jù)上述的分析，在實踐的設(shè)計項目之中應(yīng)當對設(shè)計的細節(jié)部位加以重視，以增強設(shè)計的水準，促進效益的提升。
4.結(jié)束語
正如上文所分析到的，相關(guān)項目作為一種較為特殊的設(shè)計類型，當前綜合了不同的設(shè)計手段和施工技術(shù)，并且采用了全新的混凝土框架施工結(jié)構(gòu)。綜上所述，根據(jù)對當前我國仿古建筑施工項目之中結(jié)構(gòu)設(shè)計的基本需求和設(shè)計過程當中應(yīng)當重點予以把控的部位進行深層次的論述，從實際的角度出發(fā)研究了仿古建筑的設(shè)計原則。同時，通過對實例進行綜合性的分析，旨在明確設(shè)計的重難點，明確設(shè)計工作的核心理念，以更好的完善設(shè)計的缺陷部位，實現(xiàn)對現(xiàn)有工作的轉(zhuǎn)變改革，真正意義上增強了仿古建筑的設(shè)計水準，以全新的理念促進設(shè)計規(guī)劃工作邁向新的高度。
參考文獻
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【關(guān)鍵詞】現(xiàn)代仿古建筑；結(jié)構(gòu)設(shè)計；大屋頂；斗拱；雀替
仿古建筑研究應(yīng)秉承藝術(shù)性、歷史性和科學性相統(tǒng)一的原則，其作為古建筑的仿品和民族文化的載體，不僅僅反映著當時社會科技發(fā)展的綜合水平，還映照著歷史發(fā)展的足跡。現(xiàn)代仿古建筑以鋼筋混凝土為主體結(jié)構(gòu)改變了傳統(tǒng)中國古建筑以木結(jié)構(gòu)組合為主的受力系統(tǒng)，吸收了傳統(tǒng)中國古建筑風格的精華，在鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上將傳統(tǒng)古建筑的造型部件等作為裝飾效果從而達到建筑上的仿古目的。
1.仿古建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計要求
現(xiàn)階段的仿古建筑多采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)代替木結(jié)構(gòu)，為了達到油漆彩繪之后與木構(gòu)架相同的外觀效果，與傳統(tǒng)的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)相比，仿古建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計具有以下特殊要求：
1.1模數(shù)要求和構(gòu)件定型化
各受力構(gòu)件的規(guī)格需滿足古典建筑的模數(shù)要求，傳力體系的構(gòu)成極其各構(gòu)件的尺度和形體完全仿照古代木結(jié)構(gòu)中柱、梁、枋檁的相應(yīng)做法。
1.2屋面造型要求
屋面變化顯著，造型要求高，構(gòu)架體系采用了步架和舉架的處理方法。使屋面坡度越往上越陡，峻越往下越平緩，形成了曲線優(yōu)美，出檐深遠的特征，體現(xiàn)了我國古代建筑的造型特點。
1.3結(jié)構(gòu)構(gòu)件設(shè)計
建筑中有大量的具有獨特裝飾作用的結(jié)構(gòu)構(gòu)件，其中最具有代表性的是斗拱和雀替。斗拱斗拱中方型的底座叫做斗，上面錯落搭建的船形木塊叫做拱。斗拱是中國傳統(tǒng)古建筑特有的型制，它位于木結(jié)構(gòu)梁和柱子之間，具有傳導屋面荷載、加大屋檐挑出長度、縮短梁枋跨度、吸收地震能量等結(jié)構(gòu)作用和裝飾作用。是中國古代建筑中最具特色的部分之一，對于仿古建筑而言因主體結(jié)構(gòu)為鋼筋混凝土裝飾常常成為斗拱的主要作用。
雀替用于額枋（檐枋）與檐柱相交處近似于三角形表面，有雕刻裝飾的構(gòu)件可以縮短梁枋的凈跨距離，具有輔助拉結(jié)和裝飾雙重功能。
2.工程案例
綜合樓是某市老城區(qū)的中心地帶， 周邊是兒童公園及南音社等園林仿古建筑群， 綜合樓具有健身、培訓、商務(wù)兼會議接待等。其布局呈現(xiàn)基本對稱，是具有中國古典建筑和園林風格的傳統(tǒng)仿古型坡屋頂式綜合樓。
圖1所示為該綜合樓的西立面，這是面向公園主立面，具有強烈傳統(tǒng)特色的立面設(shè)計，高低錯落，富有層次感、韻律感和均衡感，同時這種立面設(shè)計上的創(chuàng)新性和時代感又與傳統(tǒng)性相互融合。考慮到建筑與城區(qū)文化形態(tài)相呼應(yīng)， 既要滿足使用功能要求，同時也要從美學觀點考慮建筑的造型，力求比例協(xié)調(diào)，勻稱得體，頂部以宋式較陡直的舉折做法為藍本，脊吻、斗拱、雀替、懸魚、藻井等，以變異簡化的手法加以運用， 將這些傳統(tǒng)要素融入新建筑中，使之既富有現(xiàn)代氣息又具有歷史的凝重感。
3.仿古建筑的設(shè)計方法
古建筑一直采用木構(gòu)架為主要的受力體系，工程施工與設(shè)計主要以傳承的經(jīng)驗、方法為主。現(xiàn)在出現(xiàn)了大量的以鋼筋混凝土或鋼結(jié)構(gòu)為主要受力體系的仿古建筑。為了對古建筑模仿做到形似，就勢必遵照古建筑木結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)形式和尺寸權(quán)衡，另外還得符合現(xiàn)代建筑規(guī)范要求。
按照現(xiàn)代力學理論進行簡化，運用現(xiàn)代計算工具進行建模、計算、分析。這樣將給建筑和結(jié)構(gòu)設(shè)計提出了更高的要求，在仿古建筑的設(shè)計之初，設(shè)計人員腦袋里已經(jīng)有了即將仿建的古建筑形式，是硬山、歇山還是攢尖，是卷棚還是正脊，開間、進深各為幾間，有沒有外廊，屋面舉折情況等等。
構(gòu)想出要仿取的純正古建筑具體情況，然后再根據(jù)古代建筑模數(shù)制度計算各種構(gòu)件的幾何尺寸，再根據(jù)簡化結(jié)構(gòu)簡歷結(jié)構(gòu)模型，運用現(xiàn)代結(jié)構(gòu)計算軟件計算其內(nèi)力，復核其截面是否滿足承載力要求。
4.結(jié)構(gòu)體系驗算
采用現(xiàn)澆鋼筋混凝土仿木框架結(jié)構(gòu)用SATWE程序進行整體計算 主受力框架用PK程序復核計算配筋。結(jié)構(gòu)方式按照古建筑中的“疊梁式”，構(gòu)架體系采用了步架和舉架的處理方法，其傳力途徑也明顯不同于傳統(tǒng)鋼筋混凝土建筑，屋面荷載通過T 形屋面板傳給屋面檁條梁，再由梁架逐層往下傳遞，最終通過最底層的梁傳給框架柱。
5.大屋頂結(jié)構(gòu)設(shè)計
本工程各層都是由大屋頂組成的， 屋頂形式多樣， 有重檐歇山、十字脊、頂、攢尖、四坡。大屋頂?shù)奈菝姘迨怯蓭锥握郯褰M成， 在折板的轉(zhuǎn)折點， 按照建筑的要求， 主要區(qū)域直接設(shè)置鋼筋混凝土梁， 局部次要區(qū)域梁高與板底有高差時， 用磚墻填砌， 對于一些不能加梁的區(qū)域，則按照構(gòu)造要求設(shè)置彎折鋼筋。外墻的封檐板因為尺寸的限制， 不能用填充墻砌筑， 則用現(xiàn)澆鋼筋混凝土板，板內(nèi)配置雙層雙向鋼筋，分別錨入屋面板和屋面梁內(nèi)。
6.斗拱和雀替的設(shè)計
筆者在考察其他仿古建筑時了解到：其斗拱大多是采用鋼筋混凝土預制構(gòu)件， 各級斗與拱之間通過預埋件焊接連接。尺度較大時或座漿連接尺度較小時，斗拱在結(jié)構(gòu)中為受力構(gòu)件，這種做法的主要缺點是做工較粗糙、不美觀而且前者由于構(gòu)件數(shù)量太多、防腐和維修費用較高、后者受力不太可靠。故本工程的斗拱采用木結(jié)構(gòu)且僅作為裝飾構(gòu)件，不考慮其受力屋檐荷載，通過斗拱上方的現(xiàn)澆混凝土桃尖梁以及斗拱中間的現(xiàn)澆混凝土剪力墻，傳給剪力墻下方的額枋斗和拱在桃尖梁施工前安裝就位。
雀替僅作為裝飾部分，不考慮其受力則采用鋼筋混凝土預制構(gòu)件。用定型模板在施工現(xiàn)場制作，主體結(jié)構(gòu)施工時在相應(yīng)位置留設(shè)預埋件。預制的雀替通過預埋件與主體結(jié)構(gòu)的額枋檐枋和檐柱焊接連接，木斗拱與混凝土的預制雀替都是作為裝飾構(gòu)件與主體結(jié)構(gòu)不是一起現(xiàn)澆成型，但采取了上述方式與受力構(gòu)件連接后，再經(jīng)過油漆彩繪處理整個建筑物渾然一體，完全達到了傳統(tǒng)木結(jié)構(gòu)的藝術(shù)效果。
7.結(jié)束語
用鋼筋混凝土材料來建造多層仿古風格的現(xiàn)代建筑是經(jīng)濟合理的選擇。由于鋼筋混凝土框架的受力機制與傳統(tǒng)的木構(gòu)架不同， 許多古建筑中重要的受力構(gòu)件如斗拱等設(shè)計成裝飾構(gòu)件是比較經(jīng)濟的做法。曲線形的屋面、懸挑的屋檐、起翹的屋角是傳統(tǒng)大屋頂?shù)奶厣?其做法是經(jīng)過數(shù)千年的不斷演變形成的， 適合傳統(tǒng)的材料， 用鋼筋混凝土來仿造應(yīng)從受力合理、施工方便等多方面綜合考慮。做到形似（外形、尺寸相似）是基本要求，做到神似（受力特點相似）是更高的要求，需要進一步的努力。
參考文獻：
[關(guān)鍵詞]建筑結(jié)構(gòu)；加固改造；建筑工程；
中圖分類號：TU746 文獻標識碼：A 文章編號：1009-914X（2015）33-0209-01
引言
中國當前建筑里面，過去結(jié)構(gòu)設(shè)計在功能方面無法適應(yīng)現(xiàn)階段使用需要，這同樣屬于促進建筑加固市場不斷發(fā)展的一個關(guān)鍵所在。改造大中城市過程中，許多舊建筑應(yīng)當利用加固改造的方式適應(yīng)新的功能需求。這樣，每年需使用許多經(jīng)費，從而使得該領(lǐng)域存在非常大的市場潛力和前景[1]。
工藝與設(shè)備更新速度不斷加快，從而在很大程度上將當前房屋功能規(guī)定使用的狀態(tài)改變。再次，隨著中國市場經(jīng)濟的日益完善，那些功能相對較少的臨街地段房屋已經(jīng)發(fā)展成企業(yè)搶奪的重點，該種建筑的加固改造手段和方法屬于推動中國服務(wù)業(yè)和流通行業(yè)不斷前進的前提條件。最后，近年來隨著交通流量的急劇發(fā)展與單體運輸能力的的不斷提升，交通口岸已經(jīng)很難有效承擔這一工作量，迫切需要進行加固改造。此外，許多大規(guī)模的建筑物，應(yīng)當在評估耐久性的前提條件下對其實施加固改造[2]。因此，加固改造技術(shù)已發(fā)展成為建筑工程的有機內(nèi)容之一，業(yè)界對該領(lǐng)域的趨勢非常關(guān)注，屬于一個熱門課題，其市場潛力非常大。
1 加固改造技術(shù)及問題研究
1.1 粘鋼加固法
即利用混凝土結(jié)構(gòu)外粘貼鋼板，利用這種方法增加其抗剪與抗彎承載力。通常情況下，這種方法在那些由于靜力而受彎構(gòu)件的加固之中非常適用。其主要具有以下幾方面特征：施工用時相對較短，濕作業(yè)相對較少，同時不會對原結(jié)構(gòu)凈空與外觀等產(chǎn)生很大的不利作用。然而其加固質(zhì)量主要是由工藝水平與膠粘材料所決定，尤其需要注意的問題是粘鋼后如果出現(xiàn)空鼓等現(xiàn)象，則很難對其實施相應(yīng)的補救措施。
1.2 增大截面加固法
該種技術(shù)術(shù)語較傳統(tǒng)的一個加固技術(shù)手段，其在長期的使用過程中形成了完善的施工與設(shè)計經(jīng)驗。該種技術(shù)所需要的費用偏小，非常經(jīng)濟，其能夠在每一個結(jié)構(gòu)構(gòu)件的加固中進行使用。然而該種技術(shù)存在一定的不足之處：施工現(xiàn)場需要使用相對較大的時間進行濕作業(yè)，另一方面還能夠?qū)ㄖ锏膬艨债a(chǎn)生一定的影響。
1.3 外包鋼加固法
該種技術(shù)主要是在不顯著增大原構(gòu)件截面上使用，并且能夠使結(jié)構(gòu)承載力增加偏大的環(huán)境中使用。該種技術(shù)存在的優(yōu)勢為：結(jié)構(gòu)包鋼，其受力相對可靠，并且施工任務(wù)相對偏小，結(jié)構(gòu)截面提高幅度相對較小。其不足之處為：需要使用相對較多的鋼，投入費用有所提高，并且其在節(jié)點處理方面相對困難。
1.4 預應(yīng)力加固法
該種技術(shù)可以減小被加固構(gòu)件的應(yīng)力水平，一方面具有非常不錯的加固效果，另一方面可以使結(jié)構(gòu)整體承載力顯著增加，然而實施加固操作之后能夠或多或少影響到舊有結(jié)構(gòu)外觀，在加固重型或大跨度結(jié)構(gòu)、處于高應(yīng)力環(huán)境中的混凝土構(gòu)件等具有較高的適用性。然而對混凝土收縮徐變大的結(jié)構(gòu)卻并不適合使用，并且加固操作之后應(yīng)當考慮預應(yīng)力鋼筋的防腐問題。
1.5 增加支撐加固法
這一種技術(shù)主要是利用增加支撐構(gòu)件的途徑實現(xiàn)對其的加固，其操作起來較為輕松，同時能夠取得非常可靠的效果。然而其任務(wù)非常繁重，并且能夠?qū)ㄖ褂每臻g與功能產(chǎn)生不利作用，其在加固整個建筑中較為適用。
2 我國建筑結(jié)構(gòu)加固修復技術(shù)
2.1 托換技術(shù)
該種方法較為綜合，為托梁拆、接、換柱等方法的總和。包括結(jié)構(gòu)加固、上部結(jié)構(gòu)頂升與復位、廢棄構(gòu)件拆除等，其存在諸多優(yōu)點，例如操作較為迅速，不會對正常生產(chǎn)產(chǎn)生很大的作用等。
2.2 后錨固技術(shù)
該種技術(shù)大體上涉及到植筋技術(shù)與螺栓錨固。其中，前者能夠?qū)Ξ斍敖Y(jié)構(gòu)進行輕松高效的連接和錨固，第一步是在構(gòu)件上打孔，第二步是將特殊的粘結(jié)劑注入，接著將鋼筋插入，等粘結(jié)劑凝結(jié)硬化后，使鋼筋和附近混凝土組成一個有機體，最終實現(xiàn)錨固的目的。對于后者，其同樣是按照這一個原理。其大體操作流程涉及到鉆孔、清孔、注膠、插筋、調(diào)整、保護、檢測。
2.3 裂縫處理技術(shù)
該種技術(shù)手段已發(fā)展成現(xiàn)階段在混凝土結(jié)構(gòu)之中應(yīng)用較為成熟的一個方法。大體上是按照裂縫形成的原因、大小、形狀等方面，選擇相應(yīng)的手段加以修補，從而恢復其由于開裂造成的功能減小。同時，就建筑物中的受力裂縫，不僅應(yīng)當加以修補，而且應(yīng)當選擇合適的策略進行加固。
2.4 表面處理技術(shù)
現(xiàn)階段，該種方法主要有以下幾個方面：射水除污法、真空吸塵法、化學清污法等，主要是用來對表面附著物進行清理。
3 抗震加固領(lǐng)域的問題
現(xiàn)階段我國土木工程加固改造技術(shù)有了非常顯著的進展，同時存在非常大的潛力，同時這方面的技術(shù)工作者同樣積累了非常多的技術(shù)與經(jīng)驗。然而，設(shè)計新工程與當前建筑結(jié)構(gòu)的加固改造技術(shù)兩者之間存在著非常明顯的不同之處，后者受節(jié)點設(shè)計與結(jié)構(gòu)二次受力過程的影響，對相關(guān)工作人員的經(jīng)驗與技術(shù)具有更高的要求。所以，從新建設(shè)計單位中分離土木工程中對建筑結(jié)構(gòu)加固改造的設(shè)計，安排高素質(zhì)的專業(yè)工作者組建相應(yīng)的事務(wù)所，同時認證加固改造工程設(shè)計資質(zhì)就成為一件非常有必要的事情。
4 總結(jié)
加固改造技術(shù)已發(fā)展成為建筑工程的有機內(nèi)容之一，業(yè)界對該領(lǐng)域的趨勢非常關(guān)注，屬于一個熱門課題，其市場潛力非常大。其主要的加固方法主要有粘鋼加固法、增大截面加固法、外包鋼加固法、預應(yīng)力加固法、增加支撐加固法等；修復技術(shù)法主要有托換技術(shù)、后錨固技術(shù)、裂縫處理技術(shù)、表面處理技術(shù)等。
參考文獻
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【關(guān)鍵詞】鋼結(jié)構(gòu)建筑；加固方式；設(shè)計；優(yōu)點；結(jié)構(gòu)布置；概況；國民經(jīng)濟
20世紀后幾年，我國城鎮(zhèn)住宅建設(shè)以每年竣工面積4.4億平方米，總產(chǎn)值 6000億元（約占GDP9%）的建設(shè)迅猛發(fā)展，住宅產(chǎn)業(yè)成為國民經(jīng)濟中新世紀的新的增長點。實現(xiàn)住宅產(chǎn)業(yè)現(xiàn)代化，解決目前住宅建設(shè)中存在工業(yè)化水平低，部品化率低以及住宅用材檔次低，壽命低，實心黏土磚能耗高，不利于環(huán)保等問題，已被列入新世紀急待解決的問題。我國建筑行業(yè)要求全行業(yè)研究鋼結(jié)構(gòu)在各類建筑中應(yīng)用的新體系，擴大其應(yīng)用范圍，發(fā)展多層鋼結(jié)構(gòu)建筑。
一、鋼結(jié)構(gòu)建筑的概況
鋼結(jié)構(gòu)建筑一種新型的建筑體系有可通房地產(chǎn)業(yè)、建筑業(yè)、冶金業(yè)之間的行業(yè)界線，集合成為一個新的產(chǎn)業(yè)體系，這就是業(yè)內(nèi)人士普遍看好的鋼結(jié)構(gòu)建筑體系。鋼結(jié)構(gòu)建筑相比傳統(tǒng)的混凝土建筑而言，用鋼板或型鋼替代了鋼筋混凝土，強度更高，抗震性更好。并且由于構(gòu)件可以工廠化制作，現(xiàn)場安裝。因而大大減少工期，由于鋼材的可重復利用，可以大大減少建筑垃圾，更加綠色環(huán)保。因而被世界各國廣泛采用，應(yīng)用在工業(yè)建筑和民用建筑中。目前鋼結(jié)構(gòu)建筑在高層建筑上的運用日益成熟，逐漸成為主流的建筑工藝，是未來建筑的發(fā)展方向。其優(yōu)點主要包括以下幾點：
1、大大節(jié)約施工時間，施工不受季節(jié)影響；
2、增大住宅空間使用面積，減少建筑垃圾和環(huán)境污染；
3、建筑材料可重復利用，拉動其他新型建材行業(yè)的發(fā)展；
4、抗震性能好，使用中易于改造、靈活方便，給人帶來舒適感等等；
5、強度高、自重輕，構(gòu)件安全富裕度稿，降低建筑物造價；
6、符合國家可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略，低碳、綠色、環(huán)保、節(jié)能燈是國家重點支持的產(chǎn)業(yè)。
7、耐熱但不耐火，需要表面涂裝防火涂料；
8、表面需涂裝防腐涂料，減少或避免腐蝕，提高耐久年限。
二、鋼結(jié)構(gòu)選型與結(jié)構(gòu)布置設(shè)計
建設(shè)部、國家冶金工業(yè)局聯(lián)合組織建筑用鋼技術(shù)協(xié)調(diào)組制定《國家建筑鋼結(jié)構(gòu)產(chǎn)業(yè)"十五"計劃和2015年發(fā)展規(guī)劃綱要》。綱要中明確闡述：鋼結(jié)構(gòu)具有強度高、自重輕、抗震性能好、施工速度快、地基費用省、占地面積小、工業(yè)化程度高、外形美觀等一系列優(yōu)點，此外，鋼結(jié)構(gòu)建筑還具有良好的空間感，可設(shè)計成大量開放型辦公室圍繞著空中花園、中央天井加上合理的電梯設(shè)計可達到最低的能源消耗。因此鋼結(jié)構(gòu)又是環(huán)保型和節(jié)能型建筑結(jié)構(gòu)。與混凝土結(jié)構(gòu)相比它是環(huán)保型和可再次利用的、易于產(chǎn)業(yè)化的結(jié)構(gòu)，發(fā)達國家在房屋建筑中廣泛采用鋼結(jié)構(gòu)。在鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計的整個過程中都應(yīng)該強調(diào)的是概念設(shè)計，它在結(jié)構(gòu)選型與布置階段尤其重要，對一些難以作出精確性或規(guī)范規(guī)定的情況，可依據(jù)從整體結(jié)構(gòu)體系與分體系之間的力學關(guān)系，破壞機理，震害，試驗現(xiàn)象和工程經(jīng)驗所獲得的設(shè)計思想，從全局的角度來確定控制結(jié)構(gòu)的布置及細部措施，運用概念設(shè)計可以在早期迅速有效地進行構(gòu)思，比較與選擇，所得結(jié)構(gòu)方案往往都易于計算，概念清晰，定性正確，并可避免結(jié)構(gòu)分析階段不必要的繁瑣運算，同時，它也是判斷計算機內(nèi)力分析輸出數(shù)據(jù)可靠與否的主要依據(jù)。
鋼結(jié)構(gòu)通常是框架、平面架、網(wǎng)架、索膜、輕鋼、塔桅等結(jié)構(gòu)形式，其理論與技術(shù)大都成熟，亦有部分難題沒有解決，或沒有簡單適用的設(shè)計方法，結(jié)構(gòu)和選形式，方應(yīng)考慮它們的特點，基本雪壓大的地區(qū)，屋面曲線應(yīng)有利于積雪滑落，而屋面覆蓋跨度較大的建筑中，可選擇構(gòu)件受拉力為主的懸索結(jié)構(gòu)體系。
結(jié)構(gòu)的布置要根據(jù)體系特征、荷載分布情況及性質(zhì)等綜合考慮。一般說要剛度均勻，力學模型清晰，盡可能限制大荷載或移動荷載的影響范圍，使其以最直接的線路傳遞到基礎(chǔ)，柱間抗側(cè)支撐的分布應(yīng)均勻，其形心要盡量靠近側(cè)向力（風震）的作用線。否則應(yīng)考慮結(jié)構(gòu)的扭轉(zhuǎn)，結(jié)構(gòu)的抗側(cè)應(yīng)有多道防線。框架結(jié)構(gòu)的樓層平面次梁的布置，有時可以調(diào)整其荷載傳遞方向以滿足不同的要求。通常為了減小截面沿短向布置次梁，但是這會使主梁截面加大，減少了樓層凈高，頂層邊柱也有時會吃不消，此時把次梁支撐在較短的主梁上可以犧牲次梁保住主梁和柱子。
三、建筑鋼結(jié)構(gòu)的加固方式
鋼結(jié)構(gòu)加固的主要方法有：減輕荷載、改變結(jié)構(gòu)計算圖形、加大原結(jié)構(gòu)構(gòu)件截面和連接強度、阻止裂紋擴展等。當有成熟經(jīng)驗時，亦可采用其它加固方法。
1、改變結(jié)構(gòu)計算圖形
改變結(jié)構(gòu)計算圖形的加固方法是指采用改變荷載分布狀況、傳力途徑、節(jié)點性質(zhì)和邊界條件，增設(shè)附加桿件和支撐、施加預應(yīng)力、考慮空間協(xié)同工作等措施對結(jié)構(gòu)進行加固的方法。 （1）改變結(jié)構(gòu)計算圖形的一般加固方法為對結(jié)構(gòu)可采用下列增加結(jié)構(gòu)或構(gòu)件的剛度的方法進行加固： 如增加支撐形成空間結(jié)構(gòu)并按空間結(jié)構(gòu)驗算；加設(shè)支撐增加結(jié)構(gòu)剛度，或者調(diào)整結(jié)構(gòu)的自振頻率等以提高結(jié)構(gòu)承載力和改善結(jié)構(gòu)動力特性；增設(shè)支撐或輔助桿件使結(jié)構(gòu)的長細比減少以提高其穩(wěn)定性；在排架結(jié)構(gòu)中重點加強某一列柱的剛度，使之承受大部分水平力，以減輕其它柱列負荷； 在塔架等結(jié)構(gòu)中設(shè)置拉桿或適度張緊的拉索以加強結(jié)構(gòu)的剛度。
（2）對受彎桿件可采用下列改變其截面內(nèi)力的方法進行加固。如改變荷載的分布，例如將一個集中荷載轉(zhuǎn)化為多個集中荷載；改變端部支承情況，例如變鉸接為剛結(jié)；增加中間支座或?qū)⒑喼ЫY(jié)構(gòu)端部連接成為連續(xù)結(jié)構(gòu)；調(diào)整連續(xù)結(jié)構(gòu)的支座位置；將結(jié)構(gòu)變?yōu)閾螚U式結(jié)構(gòu)；施加預應(yīng)力。
（3）對桁架可采取下列改變其桿件內(nèi)力的方法進行加固。增設(shè)撐桿變桁架為撐桿式結(jié)構(gòu)； 加設(shè)預應(yīng)力拉桿。
2、加大構(gòu)件截面的加固
采用加大截面加固鋼構(gòu)件時，所選截面形式應(yīng)有利于加固技術(shù)要求并考慮已有缺陷和損傷的狀況。
3、連接的加固與加固件的連接
鋼結(jié)構(gòu)連接方法，即焊縫、鉚釘、普通螺栓和高強度螺栓連接方法的選擇，應(yīng)根據(jù)結(jié)構(gòu)需要加固的原因、目的、受力狀況、構(gòu)造及施工條件，并考慮結(jié)構(gòu)原有的連接方法確定。
鋼結(jié)構(gòu)加固一般宜采用焊縫連接、摩擦型高強度螺栓連接，有依據(jù)時亦可采用焊縫和摩擦型高強度螺栓的混合連接。當采用焊縫連接時，應(yīng)采用經(jīng)評定認可的焊接工藝及連接材料。
4、裂紋的修復與加固
結(jié)構(gòu)因荷載反復作用及材料選擇、構(gòu)造、制造、施工安裝不當?shù)犬a(chǎn)生具有擴展性或脆斷傾向性裂紋損傷時，應(yīng)設(shè)法修復。在修復前，必須分析產(chǎn)生裂紋的原因及其影響的嚴重性，有針對性地采取改善結(jié)構(gòu)實際工作或進行加固的措施，對不宜采用修復加固的構(gòu)件，應(yīng)予拆除更換。
四、結(jié)束語
綜上所述，隨著經(jīng)濟的發(fā)展，鋼結(jié)構(gòu)在建筑加固工程中的應(yīng)用日趨廣泛，鋼結(jié)構(gòu)是以鋼材為材料制成受力構(gòu)件的結(jié)構(gòu)，鋼結(jié)構(gòu)住宅以其能使建筑更富有功能化，預工程化程度高，建設(shè)成本降低，自重輕，安裝容易，環(huán)保節(jié)能，抗震性能好等綜合優(yōu)勢而受到各方面的重視。
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關(guān)鍵詞：混凝土；結(jié)構(gòu)；加固設(shè)計
1引言
當前的房屋建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計和施工質(zhì)量，直接決定了房屋建筑工程的整體穩(wěn)定性和耐久性。我國當前的房屋建筑工程中，老舊混凝土結(jié)構(gòu)開始出現(xiàn)諸多問題，嚴重威脅了房屋建筑結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性與安全性，如不能及時采取處理措施，勢必嚴重影響居住者人身安全，因此，采用合理的混凝土結(jié)構(gòu)加固技術(shù)至關(guān)重要。
2建筑工程中的混凝土結(jié)構(gòu)加固設(shè)計
2.1基本原則
建筑施工中，通常需要綜合運用多種科學技術(shù)，而混凝土結(jié)構(gòu)加固技術(shù)的運用就是其中之一，在結(jié)合大量先進技術(shù)、材料、施工方法的情況下，有效提高了混凝土加固的實際效果，提高了工程建設(shè)的經(jīng)濟效益。在設(shè)計混凝土加固工程時，也需要綜合考慮相關(guān)的技術(shù)指標、經(jīng)濟指標等因素，從而確保工程設(shè)計能夠具備相應(yīng)的科學性與先進性。在實施混凝土加固時，通常選用強度相較于加固對象更高的混凝土材料，并注意做好加固結(jié)構(gòu)、加固對象連結(jié)等細節(jié)施工，保證加固件與加固對象能夠維持協(xié)調(diào)的運作，從而維護建筑結(jié)構(gòu)整體上的一致性。如果將混凝土結(jié)構(gòu)加固技術(shù)應(yīng)用于由于高低溫、化學反應(yīng)、機械震動等因素所造成的建筑結(jié)構(gòu)破損問題，應(yīng)當結(jié)合破損的實際原因，選擇相應(yīng)的處理方法，以減輕甚至消除破損原因，達到提高建筑結(jié)構(gòu)安全穩(wěn)定性的效果。衡量一項工程活動整體質(zhì)量的重要指標之一，在于其經(jīng)濟效益的評價，在實際的工作中，混凝土加固施工應(yīng)當盡可能避免影響到原建筑的正常使用，從而減少加固施工可能對原建筑帶來的負面影響，因此建議盡可能以原本建筑條件為基礎(chǔ)，降低加固施工的成本。
2.2常見建筑結(jié)構(gòu)加固方法的缺陷
直接加固法缺陷直接加固法中有置換混凝土加固法，這一方法的使用不會影響到建筑物凈空，但施工需要花費非常多的時間，將嚴重影響到混凝土強度，并使梁、柱混凝土承重加大，影響建筑結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性；還有一種大截面加固法，這一施工方法現(xiàn)場濕性作業(yè)時間長，影響到正常生產(chǎn)與生活，還會使凈空減少；粘結(jié)外包型鋼加固法現(xiàn)場需要使用大量鋼筋，需要將混凝土結(jié)構(gòu)強度增大，加固效果與膠黏工藝水平相關(guān)，在濕度環(huán)境下會使構(gòu)件出現(xiàn)彎曲或者變形；黏貼纖維增強塑料加固法的使用需要設(shè)置防火層，不適合應(yīng)用在所有的建筑構(gòu)件中；繞絲法的不足與截面法相似，需要對構(gòu)件施加較大約束力；錨固法需要對構(gòu)件混凝土承重改造。
3房建結(jié)構(gòu)新型加固技術(shù)
3.1間接加固技術(shù)
間接加固技術(shù)，通常是根據(jù)房屋建筑工程實際的受力情況，合理選擇的加固技術(shù)。如果混凝土構(gòu)件出現(xiàn)受力不均的情況，將會破壞房屋的結(jié)構(gòu)，必須采取相應(yīng)的調(diào)整措施，進行房屋結(jié)構(gòu)的加固設(shè)計，例如，通過對受彎混凝土構(gòu)件采取預應(yīng)力加固的方法，有效限制外荷載可能對混凝土構(gòu)件造成的損壞，從而達到防止荷載過大致使房屋結(jié)構(gòu)破壞的目的；或者通過降低外荷載效應(yīng)的方式，提高混凝土結(jié)構(gòu)本身的抗彎能力。間接加固法中，最為常用的是預應(yīng)力水平拉桿加固技術(shù)，其主要是在混凝土結(jié)構(gòu)上施加預應(yīng)力，以改善工程混凝土結(jié)構(gòu)抗裂性能，限制裂縫寬度、長度，進而改善混凝土構(gòu)件的施加預應(yīng)力，延長房屋結(jié)構(gòu)的使用壽命。另外，預應(yīng)力拉桿加固技術(shù)也是常用的間接加固技術(shù)之一，在房屋建筑混凝土結(jié)構(gòu)加固中的應(yīng)用通常采用臥式組裝，該種方式具有很強的抗壓性和穩(wěn)定性。
3.2直接加固技術(shù)
3.2.1增大截面加固法
當混凝土材料處于三向應(yīng)力狀態(tài)時，三向應(yīng)變將受到約束，進而將混凝與承載力增強；當側(cè)向壓力增大時，約束混凝土構(gòu)件也會出現(xiàn)橫向變形的增大，促使結(jié)構(gòu)承載力增大。按照三向受力原理，新、舊混凝土結(jié)合構(gòu)件將共同受力，使構(gòu)件剛度與強度增大，進而使整體承載力增強。這種加固方法優(yōu)勢是能夠在構(gòu)件外表面增加一個鋼筋混凝土套箍層，進而將原來的混凝土強度與延伸性增強，提升混凝土抗壓性能。
3.2.2外貼型鋼加固法
外貼型鋼加固法具有現(xiàn)場工作量少、受力穩(wěn)固、工期短的特點，能夠?qū)υ袠?gòu)件除銹以后應(yīng)用，濕性作業(yè)減少，構(gòu)件在加固后的1d時間內(nèi)都可以應(yīng)用；外貼鋼技術(shù)受環(huán)境與截面面積影響，能夠?qū)偠扰c承載力提高，并且使用成本較低。黏貼過程中對粘結(jié)強度與彈性模量有較高要求，如果周圍環(huán)境有腐蝕介質(zhì)時需要使用可靠的耐久性防護措施。
3.2.3黏貼碳纖維復合材料加固法
使用碳纖維復合材料加強混凝土構(gòu)件穩(wěn)定性能使新、舊構(gòu)件后期強度增大，并提升加固速度，加固以后的結(jié)構(gòu)構(gòu)件會有更高耐腐蝕性與耐久性，對結(jié)構(gòu)影響小，幾乎不會使截面面積增加，耐久性良好，大大提升結(jié)構(gòu)構(gòu)件受力性能。碳纖維加固技術(shù)使用的越來越多已經(jīng)漸漸取代了粘鋼加固技術(shù)，鑒于碳纖維彈性模量低，一般在220GPa左右，高彈性模量在340～560GPa之間，將碳纖維復合材料外貼會使構(gòu)件加固效果提升.
3.3鋼絲網(wǎng)砂漿加固技術(shù)
鋼絲網(wǎng)砂漿加固技術(shù)優(yōu)勢在于自身含有較高鋼材與復合水泥砂漿，并且砂漿具有較強的分散性。研究證明，當鋼絲網(wǎng)水泥砂漿含鋼量達到300kg/m3時，會比普通的水泥砂漿更容易增強砂漿特性。鋼絲網(wǎng)砂漿加固使用的材料彈性好、抗拉強度大、抗?jié)B性與抗裂性好。在實際工程中使用普通鋼筋混凝土構(gòu)件容易出現(xiàn)開裂、斷裂等問題，并使預應(yīng)力構(gòu)件自重降低，延性較弱。而使用鋼絲網(wǎng)水泥復合砂漿則能增強混凝土構(gòu)件的整體承載力，增強結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。
3.4注漿加固法
注漿加固法主要針對的是混凝土結(jié)構(gòu)物開裂問題，原理是利用環(huán)氧樹脂粘合劑或密封劑，實施加固修補，以不影響實際生產(chǎn)為基本前提，盡可能達到預期的強度要求，從而延長結(jié)構(gòu)使用壽命，效果安全可靠。這種方法主要有以下特點：①灌漿時應(yīng)延續(xù)且慢速，保證樹脂盡量都注入開縫的部位；②這種方法可控制注入量，在需要時也能及時增加灌漿料；③可以依據(jù)注入的需要、開裂的大小調(diào)整注漿壓力；④能直接用肉眼觀察到注入的情況以及注入量。這種方法主要適用于隧道、橋梁等混凝土結(jié)構(gòu)建筑物的開裂修補上。
4建筑混凝土結(jié)構(gòu)加固工程實例分析
4.1工程概況
某高校體育場占地面積約為11562.2m2，附屬建筑面積達4532.72m2，建筑耐火等級為2級，建筑使用年限為40年，結(jié)構(gòu)類型為框架式結(jié)構(gòu)，抗震度為Ⅶ度，其結(jié)構(gòu)布置如圖1所示。鑒于設(shè)計出現(xiàn)變更，原有結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定度與鋼筋混凝土承載力不能滿足標準。該工程需加固鋼筋混凝土柱，高為8.2m，另有一根長度在11.2m的鋼筋混凝土框架柱，如圖2所示。
4.2混凝土結(jié)構(gòu)加固設(shè)計
工程使用了外貼鋼加固法，在混凝土構(gòu)件外貼一層型鋼，與原有混凝土構(gòu)件一起工作，受力整體均勻，進而將建筑結(jié)構(gòu)的抗彎性能與抗剪性能增加。在使用外貼鋼加固法以后，使混凝土構(gòu)件剛度與承載力明顯增強，減少了配筋量，使用膠黏劑與黏貼工藝，增強了黏貼穩(wěn)固性。本工程是一個看臺結(jié)構(gòu)，使用兩個柱作為加固構(gòu)件，使用外貼型鋼將構(gòu)件加固，造價低廉，高分子材料使用比套箍加固法少。此外，本工程還使用了套箍加固技術(shù)，將原有鋼筋量輸入，使用PKPM軟件對參數(shù)分析，加固原配筋面積為3562.2mm2，在不改變截面面積情況下需要加固的配筋面積為1230.63mm2，使用套箍加固技術(shù)間距控制在120，考慮到厚度，需要在原有截面面積上增加配筋量。使用PKPM軟件中混凝土構(gòu)件加固設(shè)計軟件，對混凝土構(gòu)件進行驗算。取中間纖維的設(shè)計拉應(yīng)變?nèi)≈担豢v向受鋼筋極限設(shè)置為0.02，單層纖維厚度為10mm直徑。使用不同加固軟件對套箍加固技術(shù)進行分析。
5結(jié)語
房屋建筑工程中，混凝土結(jié)構(gòu)屬于基本骨架，因此其穩(wěn)固性將直接關(guān)系到整個建筑的堅固。在進行房屋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計的過程中，應(yīng)當注意切實加強整個設(shè)計過程中各個設(shè)計環(huán)節(jié)，嚴格按照相應(yīng)設(shè)計文件開展施工，充分保證房屋建筑的施工質(zhì)量水平，滿足房屋建筑建設(shè)的相應(yīng)功能。
作者:劉笛 單位:中機中聯(lián)工程有限公司
參考文獻:
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