建筑设计中钢木结构的运用.doc
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建筑设计中钢木结构的运用
(广西艺术学院建筑艺术学院)
【摘 要】钢木结构在建筑中应用十分广泛,综合了木材和钢材各自的优点,是一种新型的框架式钢木结构设计方法。该结构具有耐久性好,功能性强,节能以及环保的优势,具有广阔的前景。我们可以从传统建筑在营造与构造技术方面汲取养分。传统建构思想与本土建构的复兴,对其进行归纳总结能够启发我们对新型材料设计的思考。
【关键词】木材和钢材;钢木结构;设计方法;
钢木结构,其实是现代钢材结构与传统的木材结构相结合的一种混合结构方式。柱、梁等受力构件采用钢结构形式,外包的采用木结构,包括装修的吊顶、门窗、栏杆、楼梯等均用木结构,这种混合的结构体系比传统的木结构体系更加坚固耐用,并且比现代的纯钢结构更加的丰富多彩,被广泛地运用于建筑设计中。
1、国内外研究现状
国内外对钢木组合结构的研究仅处于起步阶段,而与之相关研究较为广泛的是现代木结构中的钢一木组合连接件。近年来木结构体系已经在中国逐步得到应用。在国外,如美国、加拿大、日本、澳大利亚、新西兰、芬兰等国家,木结构广泛应用于低层的居住建筑【1】,但面对当代建筑大空间、大跨度等结构问题,单纯采用木材就会出现困难。因此,就有必要使用木材与钢材协同工作的钢木组合结构体系”【2】。
日本的AIRA综合运动公园体育馆的屋顶采用不完整析架,用木壳代替传统析架中的上弦杆,实现了木壳结构与钢结构的组合【3】。2000 年德国汉诺威世界博览会的大屋顶即是采用单元组装吊装的施工方法。这个富有创意的钢木结构建筑由 10 个边长 40mtimes;40m,高度超过 20m 的“大伞”组成。
2、钢材与木材的特性优点
2.1钢材的优点
钢结构的容重虽然较大,单与其它建筑材料相比,它的强度却高很多,因而当承受的荷载和条件相同时,钢结构要比其它结构轻,便于运输和安装,并可跨越更大的跨度。塑性好,使钢结构一般不会因为偶然超载或局部超载而突然断裂破坏。韧性好,使钢结构对动力荷载的适应性较强???其内部组织比较均匀,非常接近匀质和各向同性体,在一定的应力幅度内几乎是完全弹性的钢结构制造简便,易于采用工业化生产。
2.2木材的优点
中国的传统建筑是建立在一套完备的木框架结构的技术体系之上的,它一直非常注重结构逻辑真实性的表达与传递。从椽、檩、梁、柱到基础的结构力学传承,空间关系十分的清晰明了。木质材料是有着其独特的优点的。
首先木材易于加工。木制品间多见榫结合、钉结合和胶结,各种金属连接件;还可以蒸煮后进行弯曲、压缩加工。同时.木材的强重比比一般的金属大,即木材质轻而强度大。气干材是良好的热、电绝缘材料,有对紫外线吸收和对红外线的反射作用。其次.木材具有天然的纹理、光泽和温润的颜色,能起到特殊的装饰效果。再者,木材可以调温解湿,有很好的环境学特性。有良好的声学效果。木材作为资源的优点有:可更新、可选育、投资少、无污染。
2.3 钢材与木材的结合
钢材和木材这两种材料的组合搭配,为设计师带来与以往不同的设计语言:通过钢材形成建筑物的总体承重框架,并用木材起到一种近似替代混凝土的作用,包裹住钢材,一方面防止钢材生锈,另一方面也可起到共同承重的作用,钢材的使用大大提升了木结构的材料特性。
钢木组合结构是一种新型组合结构,它能够发挥钢材和木材这两种建材的性能优点:木板为组合构件提供足够的侧向刚度,对钢板起到侧向支撑的作用,防止钢板过早屈曲失稳,使得组合构件承载力较纯钢构件钢材承载力显著提高,这不仅仅是节省了物质资源,更是节省一了人力、财力和时间。因此,钢木组合构件既有良好的受力性能,又有很好的经济效果,有较大的工程实际意义【3】。
3、钢木结构的地域适宜性表达
作为极富现代气息的材料与木材这种容易贴近自然又充满人情味的材料相互结合,使得运用钢木结构进行设计建造的构筑物很容易被赋予一种独有的语意内涵——既具有时代特征又不失亲和气质。 通过一些案例分析我们能更清晰的展现出钢木结构技术在美学层面的价值以及钢木结构建筑与环境和文化相结合时产生的艺术感染力。
应用实例:丽江铂尔曼度假酒店结构体系框架式钢木结构。
丽江铂尔曼度假酒店,是法国雅高酒店管理集团旗下的一家顶级度假酒店,占地200亩,酒店紧靠束河古镇,将连绵的玉龙雪山美景尽收眼底。酒店的建筑设计灵感来自当地纳
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