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镇江钢结构与绿色建筑的发展

返回列表 来源:行业资讯 浏览:-469 发布日期:2018-04-20

    改革开放以来,随着科学技术的发展,我国建筑钢结构得到了迅猛发展。由于钢材具有较高的强度,其生产的钢材品种、规格越来越齐全,钢材质量有了很大的提高,钢结构形式越来越新颖,钢结构设计与施工技术越来越发达。因此,由型钢(含钢板)和高强钢丝等组合连接(焊接、高强螺栓)而成的钢结构骨架,就具有绿色建筑的特质。镇江钢结构固有的三大核心价值:最轻的结构;最短的工期;最好的延性。在建筑全寿命周期内,最大限度地节约,最轻的结构假想强度受压高度(节能、节地、节水、节材),保护环境和减少污染,为人们提供健康、适应和高效的使用空间,与自然和谐共生的建筑。绿色建筑为人类提供一个健康、舒适的活动空间,同时最高效率地利用能源、最低限度地最短的工期工厂焊接、工地高强螺栓拼装影响环境的建筑物。节约能源;建筑适应气候;材料资源的再生利用;尊重用户;尊重地理环境;整体的设计观。

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    钢结构节材是绿色建筑最重要的内容,是结构工程师一生追求的光荣事业,然而我国所谓的绿色建筑政策,仅指建筑墙体的节能、太阳能利用等,而对钢结构骨架的节材几乎闭口不谈。这样,就导致我国不少大型钢结构的笨重和怪异。目前,我国设计与施工的现状是:“设计”创造困难,“施工”也要上。优良的钢结构才是绿色建筑,优良的钢结构必须是结构骨架节材,墙体节能,最大限度地满足功能,最低限度地影响环境,为人们提供健康,舒适的活动空间。并能在建筑全寿命周期内,满足可持续发展理念。
    在高层全钢结构和大跨度钢屋盖中,100多年来,先进国家大量采用钢结构(日本的钢结构数量已超过70%),并能基本上实现钢结构固有的三大核心价值。世界高层全钢结构前三名都在美国,其中,有座建筑的箱形柱截面仅450毫米×450毫米,厚度7.5毫米~12.5毫米;下面柱距加大,未设转换层;吊装件高三层楼,全部采用高强螺栓现场拼装,与我国几乎100%的现场焊接拼装形成鲜明的对比。根据文献:“结构体系的优秀性与G/P成反比(G—钢材用量,P —建筑总重),一般是:优秀设计G/P=0.2~0.3;平庸设计G/P=0.4~0.5;拙劣设计G/P=0.6~0.7”。世界最先进的大跨度屋盖结构——美国乔治亚穹顶(Georgia Dome),1996年第26届奥运会主场馆椭圆平面240.79米×192.02米,(屋顶+外环)用钢量达到先进水平。
    改革开放以来,我国钢结构建筑发展迅速。但也产生了不少笨重、怪异的钢结构,与绿色建筑相佐。沈祖炎院士在《影响中国——第二届中国钢结构产业高峰论坛》的主题报告中严正指出:“近年来涌现的与轻、快、好、省理念背道而驰的技术现状令人担扰”。中国建筑金属结构协会姚兵会长在《影响中国——第二届中国钢结构产业高峰论坛》大会上的讲话也指出:“钢结构不是说体量有多大,或者说要多用钢,而是说要合理用钢,并不是把钢结构建筑建成钢结构碉堡”。上海浦东机场是一座优秀的钢结构建筑,张弦梁(String beam)属于屋盖弯矩结构(Moment-Resisting Structures),它的跨度都未超过100米,说明结构方案好。它把结构力度与建筑的空间艺术美有机地结合起来,即袒露具有美学价值的结构部分—— 自然地显示结构,达到巧夺天工的震憾效果。成都双流国际机场,也是一个成功的作品。旅客置身其中,感到轻快,转角处理简洁。

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     现代钢结构设计最关键的两大步骤——正确选择结构方案和正确估计结构的截面高度,钢结构精心设计一般有四大步骤:结构方案(概念设计);结构截面高度;构件布局(短程传力、形态学与拓朴原理);结点(node)小型化。其中,结构方案、结构截面高度极为重要。为了正确选择结构方案(概念设计),必须首先进行结构分类。屋盖空间结构是一种由形状而产生效益的结构,也叫形效结构(Formative Structures),这类结构的用钢量很少。因此,大跨度屋盖(直径D或跨度L≥100米)必须采用屋盖空间结构;屋盖弯矩结构的用钢量按跨度的平方成正比增加,只能用于中、小跨度中。广东奥林匹克体育场(桁架)悬臂52.4米,每平方米用钢量200公斤(屋盖弯矩结构);美国乔治亚体育馆(索穹顶) 椭圆240.79米×192.02米,每平方米用钢量30公斤(屋盖空间结构);国家大剧院(网壳)椭圆平面212米×143米,每平方米用钢量292公斤(屋盖空间结构);深圳宝安体育馆辐射桁架,D=101.4米,悬臂48.295米每平方米用钢量68公斤(屋盖弯矩结构);湛江电厂干煤棚(四柱支承平板网架,柱距79.8米)每平方米用钢量70.3公斤(屋盖弯矩结构)。

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