中国近代哥特式建筑受力特点分析

哥特式建筑是12-16世纪欧洲出现的一种建筑风格，它虽仍采用砌体结构，但一反罗马式教堂半圆形穹顶的式样，广泛运用尖拱券、飞扶壁、壁柱、尖塔和彩色玻璃花格窗，给人一种向上升华、天国神秘的精神感。法国的巴黎圣母院、德国的科隆大教堂等均是欧洲哥特式建筑的代表。

一  中国哥特式建筑的历史

清朝末年至民国期间，越来越多的西方传教士在中国各地传教，一些城市陆续兴建了哥特式风格的天主教堂。这些另类的哥特式建筑与传统的中国风形成了鲜明的对比，也展现了独特的风景。中国现存的代表性哥特式建筑有上海徐家汇天主教堂、济南洪家楼天主教堂、广州石室圣心大教堂、沈阳南关天主教堂、宁波江北天主教堂、北京西什库教堂、青岛圣弥厄尔教堂等。他们见证了东西方文明的碰撞，成为我国近代历史建筑的重要组成部分。

济南洪家楼天主教堂

二    哥特式建筑的结构形式

西方文化视教堂建筑为信仰空间，认为其应当永恒不朽，教堂越高大越接近上帝。在哥特式教堂建筑中，常用石材和砌块进行砌筑，同时也使用木屋架支撑屋面。

哥特式建筑的基本受力传导为：屋面→木屋架→骨架券→飞扶壁→墩柱→基础。哥特式建筑在结构上最杰出的就是通过骨架券和飞扶壁技术相对解决了中厅拱券的侧推力问题。

哥特式建筑结构传力路径

肋 拱 券

哥特式建筑的最基本结构特色就是肋拱券的应用，它的出现解决了侧推力平衡和侧面光线与侧面空间的问题。肋拱券就是把交叉拱的相交的棱加固成拱，每个拱的两端也加固改造成拱。不过加固拱可以调节弧度，做成半圆拱、（折线拱、尖拱或抛物线拱，交叉拱的任意一个拱的跨度可以调整，因此十字交叉肋拱可以适应不同矩形面，包括方形。肋拱券结构系统，带来的好处就是使得拱顶的重量大大减轻，进而减轻了整个结构拱底部的水平侧推力。另外，肋拱结构系统在室内也具有装饰功能，使得中厅上空的屋顶更有层次性和秩序性。

肋 拱 券

飞 扶 壁

飞扶壁是哥特式建筑中常见的建筑元素，特别是在大型教堂中。飞扶壁作为支撑系统，有助于分散建筑物墙壁和屋顶的重量，从而允许更高、更宽敞的内部空间。

飞扶壁通常由2个主要部件组成：

扶壁：扶壁是靠建筑物外墙建造的倾斜、垂直或对角线砌体结构。它通过吸收和重定向来自拱形天花板和屋顶的侧向力和推力来提供额外的支撑。

飞拱：飞拱是从扶壁上部延伸出来，与建筑物外墙上部相连的半圆形或尖拱。这个拱门向下和向外承载屋顶和天花板的重量，将其转移到扶壁上。

扶壁和飞拱的结合形成了飞扶壁，有效抵消了拱形天花板和屋顶的向外推力，防止墙体倒塌，稳定了整个结构。

飞扶壁

三   哥特式建筑的常见结构类病害

哥特式建筑常见的结构性病害主要源于外部环境、材料老化以及时间的推移。下面是一些常见的病害类型：

1. 石材风化：长期暴露在风雨、空气污染等自然环境中，石材表面出现剥落、粉化或者裂缝，破坏结构的稳固性，影响建筑外观。

2. 裂缝：由地基沉降、温度波动、材料老化等多种因素引起，墙体、拱顶、扶壁等位置出现裂缝，如果不修复，可能会危及结构稳定性。

3. 拱顶变形：长期承受侧向推力、材料疲劳、地基问题等，拱顶出现下沉或局部变形，如果不修复，可能导致拱顶倒塌。

4. 扶壁与飞扶壁损坏：长期承受侧向推力、材料老化等因素，扶壁开裂、倾斜或局部脱落，影响整体稳定性。

扶壁柱基座开裂

5. 尖塔和尖顶倾斜：由地基不均匀沉降或强风作用引起，尖塔或尖顶出现倾斜、裂缝，可能导致塔尖倒塌。

6. 木结构腐朽：由于潮湿环境、虫害或真菌侵蚀，木材腐烂，强度下降，影响屋顶或楼层结构的稳定性。

7. 地基沉降：由土壤压缩、地下水位变化等引起，建筑物出现不均匀沉降，墙体开裂，使整个建筑结构失去稳定。

此外，金属构件锈蚀、彩色玻璃窗损坏以及生物侵蚀也是哥特式建筑常见的结构性病害。这些病害大多由环境变化、材料老化以及承载压力等因素引起。因此，定期维护和修复是保护这些历史建筑的重要措施。

四 加固的方法探究

保护中国哥特式建筑的重要工作需要从以下几个方面入手：

1. 研究先行：对哥特式建筑进行深入的研究，了解其结构体系、病害机理、材料特征等，为后续的加固维修提供科学依据。

2. 加强勘察研究：对建筑进行全面的勘察，了解其现状，包括病害的程度、位置、原因等，为制定合适的保护方案提供依据。

3. 保护措施实施：根据勘察和研究的结果，制定合适的保护措施，包括加固、修复、更新等，确保建筑在维修过程中保持其原有的历史、艺术和科学价值。

除此之外，还需要注意以下几点：

1. 遵循原有风格：在维修过程中，要尽可能地保持建筑的原有风格和特色，避免过度改造和修复，导致建筑失去原有的历史和文化价值。

2. 科学合理修复：在修复过程中，要采用科学合理的修复方法，使用符合建筑原材质量的材料和工艺，确保修复后的建筑能够长期稳定使用。

3. 增强安全性：对存在安全隐患的部位进行及时的处理，确保建筑的使用安全，避免因病害导致的事故发生。

保护中国哥特式建筑是一项重要的历史文化遗产，需要我们共同关注和努力，通过研究先行、加强勘察研究和实施合理的保护措施，确保这些珍贵的建筑能够得到有效的保护和传承。