钢结构房屋是第三代建筑,它采用制作H型钢及薄壁冷弯C、Z型钢组合或建筑骨架,屋面和墙体采用彩色涂层压型钢板或夹芯彩钢板,在发达已基本取代传统的钢筋混凝土建筑。它具有总量轻、跨度大、用料少、造价低、节省基础、施工周期短、可靠、造型美观等优点。钢结构房屋广泛应用与单层工业厂房、仓库、商业建筑、办公大楼、多层停车场及民宅等建筑物。
钢结构房屋是以等截面或变截面H型钢为承重主体以C型、Z型檩条及柱间支撑为辅助连接件,通过螺栓或焊接等方式固定,屋面和墙面以彩色压型钢板围护而形成的新型建筑体系。钢结构房屋与传统建筑结构相比具有诸多特性:材料强度高:钢的容重虽较大,但强度却高得多,与其它建筑材料相比钢材的容重与屈服点的比值小。
房屋自重小:钢结构房屋主体结构的含钢量通常在25KG/-80KG左右,彩色压型钢板的重量低于10KG。钢结构房屋的自重仅为砼结构的1/8-1/3,可大大降低基础的造价。
可靠:钢材质地均匀,各向同性,弹性模量大,有良好的塑性和韧性。为理想的弹性-塑性体,因此钢结构房屋计算准确,可靠性强。
工业化生产程度高:能成批大量生产,制造度高。采用工厂化制造、工地安装的施工方法,可大缩短工期,提高经济效益。
美观:钢结构房屋的围护为彩色压型钢板,使用年限为三十年不褪色,不锈蚀。由于彩钢板颜色的多样性,使得建筑物线条明朗,且比较容易造型。
重复利用:钢结构房屋的主体骨架连接为高强螺栓连接,围护板为自攻钉连接,拆卸比较方便,若建筑需要搬迁,只要拆掉螺栓把钢结构房屋件运到需要的地方,重新组合即可。
抗震性能好:钢结构房屋由于主要承重构重构件为钢结构,其韧性和弹性较大,檩条的抗剪和抗扭作用以及柱、梁间的支撑,大大加强了整体结构的稳定性。
适用范围广:钢结构房屋适用于各类工业厂房、仓库、高层建筑等。
装配式建筑70年代至今的发展和建筑设计技术表现
一、装配式建筑70年代至今的发展
在上世纪七十年代后,多国的建筑工业化开启了全新的发展阶段,预制构件和现场浇筑方法的综合使用,表现出大的优势;同时全装配体系从专用体系向通用体系发展。日本为发展通用体系,提出了“住宅部件化”,有计划地将门窗、小五金、卫生间、厨房、采暖、通风等设备,装修材料及制品、结构构件以及钢筋、模版、脚手、扣件等,甚至公用信箱、公用电视天线等都进行标准化、化生产和实行商品化供应;1975年进行了通用体系住宅实验。同一时期,注重高度工业技术的倾向逐渐在世界各地发展起来,美国科罗拉多州空军士官学院中的教堂、旧金山的圣玛丽主教堂以及1976年在巴黎建成的蓬皮杜艺术与文化成为了当时预制装配式建筑的代表。70年代后,发达各自开始了不同的发展道路,以美国、日本为例。
早在上世纪七十年代中期,美国联邦就制定了钢结构施工工业化建筑建造及标准,制定了建筑物设计、建造、防火、通风、能耗以及质量方面的相关标准。发展至今,美国建筑构件的研制和住宅项目施工水平有大幅提升,居民在建造房屋需要相关部品时,通过产品目录即可快速查询并选购安装,满足使用者个性化的需要。
日本制定装配式建筑的专项政策,实施住宅性能认定制度,较终目的是推动装配式建筑的发展。在日本,有两类组织装配式建筑,其一是具有一定背景的建筑公团,其主要职责是对建筑产品的规范化设计进行研究,试制不同材质结构的建筑产品,建筑专用机械施工法研究且负责投资的建筑品推广。其二是民间建筑企业,包括大成建设、三泽房屋、大和房屋、积水房屋产品等,建造装配式建筑。经过对装配式技术的深入探索,日本逐步发展出KSI建筑体系。美国、日本在装配式建筑技术方面发展迅速,己形成自身鲜明特色,除此之外,英国、法国等国的装配式建筑发展也逐渐自成体系。
二、钢结构建筑设计与技术表现
钢结构在建筑结构的设计中发挥养重要作用,而且越来越多的建筑开始使用钢结构。如何在建筑结构的设计过程中地运用钢结构,避免出现多的问题,是我们要探讨的课题。
钢结构建筑设计的构思成功关键所在是技术构思与表现,在方案设计的深化中,需要同结构工程师,设备工程师,甚至包括机械工程师密切配合。此时技术表现是自然而然的事情,无论是空间形式,形式体量还是构造节点对其建筑设计与表现影响都是很重要的。
1、钢结构建筑设计的技术表现
建筑形象的构思是一个概念形象的创作过程,是建筑创作的难点之一,也是建筑钢结构工程中备受关注的核心问题之一。同顾工业以来建筑与科学技术关系的发展,可以明显地发现建筑对技术变革反应的退滞性,这从一个侧面反映了建筑学在社会文化当中的地位,以及建筑学与人的生活方式的密切联系。另外现代方兴未艾的信息止在广泛地并涉及社会活动的每个领域,使现代科学思维被融入到建筑设计中,新项目的规划、建筑和景观设计方法发生了巨大的变化。建筑设计的宗旨也从单纯的追求美发展到追求问题的合理解决,从根木上改变了人们以往对建筑的认识和设计方式,并较终影响了人类千百年来形成的传统建筑观,比如高技派建筑就是其主要代表,其以精致的节点和精细的加工来体现高超的技艺,以高的工艺水平来设计和“制造“建筑。
2、钢结构建筑细部设计有较高要求
钢结构建筑设计的复杂化与精致度要求越高,对细部设计的要求也越高。因为细部设计决定一个地方较终是否得到确认及其质量。在现代钢结构建筑中,各种金属结构杆件,连接金属杆件的节点细部,常常暴露在外,使建筑带有强烈的科技感,比如建于19^^年法国的巴黎蓬皮杜艺术与文化,它的钢柱、钢梁、析架等结构构件都露在外,从中不仅体现出技术美,而且体现出人的智慧和能力。因而,对钢结构建筑来说细部质量保持较高的设计要求是非常重要的,在钢结构建筑中应受到特别重视。
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