浅析钢结构与建筑装饰设计

来源:网络(转载) 作者:易红杏 王文俊 发表于:2011-11-04 10:21  点击:
【关健词】钢结构;建筑装饰;抗风;抗震;抗雪
本文试图以钢结构的抗风、抗震、抗雪荷载的特点为例,探讨钢结构是如何在建筑装饰设计中运用的。通过对国内外钢结构案例的分析,进而提出了钢结构在建筑装饰中独特的应用特点。

作者简介:易红杏(1975-),女,汉族,湖北省武汉市人,任职于武汉科技大学城市学院艺术学部。研究方向:环艺设计。
一、抗风
  2008年2月21日强冷的北风让开门营运未满一年的武汉天河国际机场第二航站楼遭遇“劫难”,第二航站楼的双指廊登机口之一的B指廊屋顶被6级大风刮了一个大洞,所以候机旅客紧急转移到A指廊,B指廊被迫暂停办理出港业务。该屋顶是安装在钢结构上的进口镁锰铝合金板,强度高、涂层牢固,设计使用年限达50年,这次却被大风刮出长23米、宽4米的大洞。1这一事件中风力的作用是显而易见的。当然高强度的进口镁锰铝合金板为什么会刮破?还要追究施工,设计的问题。
  大型现代建筑在风作用下整体被破坏的情况并不多,但其局部表面饰物脱落或者局部损坏的情况却时有发生。尤其是受到台风、大风袭击时。钢结构建筑的外装修材料,遇强风时被刮掉的主要原因如下:
  ① 局部压力过大:建筑外的突出部分会出现局部风压加大的情况,这些部位包括女儿墙、屋脊、墙角、屋檐、瓦、外部造型、空气通道等。
  ② 装修材料的变形损坏:如屋顶、墙壁采用长、大、薄的钢板或合金板时,由于本身的重量轻,且板材自身的刚度也小,易变形,在一定强度风力作用下就会抖动从而使板材的连接处出现疲劳破坏和螺栓松动的现象。
  ③ 二次构件变形损坏:由于二次构件的刚度不足,功能构件或装饰构件产生振动时,会使连接部分出现疲劳破坏的情况。
  根据以上原因,建筑钢结构设计中需要注意下述的问题:
  ① 对二次构件、小五金件及装修材料自身的要求要高一些,强度和刚度等不能只满足最低要求,必须要有一定的裕度,特别是突出的局部、尖角部分及外部造型等处,尤其要注意局部风压增大的问题。
  ② 突出的屋檐是一个需要特别注意的部分,所以它的刚度、裕度要在经济的前提下尽量加大,安装用的螺栓要选用U形螺栓。
  二、抗震
  2008年5月12日,星期一,14时28分,北纬31度、东经103.4度为震中,一场突如其来的8.0级大地震从四川汶川向东北方向延伸过去,整个地下断层长达300多公里,四川、甘肃、陕西、重庆等10个省市约50万平方公里的面积受灾。
  地震的预警很困难,那么建筑的抗震性就很重要了。我国抗震设防的目的是:“小震不坏,中震可修,大震不倒”。汶川地震表明严格按照《建筑抗震设计规范》(GB 50011-2001)进行设计施工和使用的建筑,在遭遇比当地设防烈度高一度的地震作用下,没有出现倒塌破坏,有效的保护了人民的生命及财产安全。
  九江抗震设防烈度为6度,九江地区曾于2005年11月26号8时49分发生5.7级地震,所以我参与的九江人行工程的钢结构被要求谨慎进行细部设计,以保证有最高水平的韧性。出于抗震的要求钢结构中的钢材,必须保证抗拉强度、屈服强度、冲击韧性合格及硫、磷碳含量的限制值,抗拉强度值是决定结构安全储备的关键数据,伸长率反应钢材能承受残余变形量的程度及塑性变形能力,钢结构的屈服强度不宜过高,同时要求有明显的屈服台阶,伸长率必须大于20%,以保证有足够的塑性变形能力,冲击韧性是抗震结构的需要,因此九江人行工程的钢结构钢材采用的是Q235等级B、C、D的碳素结构钢及Q345等级B、C、D、E的低合金高强度结构钢。而Q235钢中的A级钢不要求任何冲击试验值,并只在用户要求时才进行冷弯试验,且不保证焊接要求,Q345钢的A级钢也不保证冲击韧性要求及延性性的基本要求故而不采用这两种钢材。
  一般来说,钢结构的刚度要比钢筋混凝土结构的低一些,地震时的变形会大一些。所以,在决定外装修材料的安装方法时,要注意使装修材料能具有随主体结构变形而变形的充分余地。虽然建筑的非结构构件在地震中的破坏允许大于结构构件,但人流出入口、通道及重要的场所必须要求加强与主结构的可靠锚固,其他部位可放宽要求。
  三、抗雪
  2008年罕见的雪灾横扫中国,受灾地区广达南方14个省区,时间从1月10日开始历时达一个月之久。电力铁塔倒塌,加油站垮塌,车棚压倒……。2008年1月19日凌晨4时许,湖北省武汉市江夏区郑店街黄金桥中国石化岳皇加油站顶棚突然整体坍塌,钢架结构伴随着厚厚的积雪坠到地面。一家四口驾着两辆农用三轮车来此避雪,不幸被压在顶棚下,一人受伤,一人身亡2。2008年1月31日下午3时40分许,咸宁学院咸安校区一篮球馆突然发生垮塌。约千平方米的顶棚轰然倒下的瞬间,大块的雪和着钢架、塑料顶碎片倾泻而下。将篮球场上来不及跑掉的11名青少年瞬间埋住3。
  国外的例子也很多。如1978年美国有数以百计的屋顶被雪压塌。1978年1月18日美国康涅狄格州哈特福德市中心体育馆,巨大的体育馆屋顶中央被雪压塌陷下来。当晚康涅狄格州的另两个城镇也发生了倒塌事件,1978年1月21日,位于长岛的查尔斯.威廉邮政学院剧院中心的屋顶也被雪压倒塌了。2004年2月14日莫斯科德兰士瓦水上乐园的屋顶发生坍塌事故,事故造成28人死亡,142人受伤,其中包括22名儿童4,这次事故的原因有多种,其中之一就是玻璃幕顶的的结构强度不够,而上面堆积的冰雪过重。
  从以上可以看出雪花不止是在飘飘荡荡,银装素裹扮美世间,还在考验着建筑物的承压能力,美国康涅狄格州哈特福德市中心体育馆,由5000多根杆件组成的屋顶,其实只要再有不到50根的附加杆件去支撑,就不会倒塌5。所以在设计钢结构建筑物的构件,选用外装修材料及其安装方法时,应根据建筑物所处的环境如是否多雪地区,是否在半岛、岛屿等容易出现强风的地区,和建筑物的体形如屋脊、山墙瓦突出的大小、风刮成积雪的可能性大小,重要性等作出判断。特别是在设计轻型房盖结构时,更要注意给梁、檩条等承重材料和屋盖结构的主体等留有充分的裕度。(武汉科技大学城市学院艺术学部;湖北;武汉;430083)
  参考文献:
  [1] 沈祖炎等编著.钢结构基本原理[M].北京:中国建筑工业出版社,2005.02.
  [2] 郭兵等编著.多层民用钢结构房屋设计[M].北京:中国建筑工业出版社,2005.09.
  [3] 龙文志、白宝鲲编著.现代屋顶新技术[M].北京:化学工业出版社,2007.09.
  [4] [美]马里奥.萨瓦多里著.建筑的生与灭-建筑物如何站起来[M].天津:天津大学出版社,2007.04. (责任编辑:南粤论文中心)转贴于南粤论文中心: http://www.nylw.net(南粤论文中心__代写代发论文_毕业论文带写_广州职称论文代发_广州论文网)

顶一下
(0)
0%
踩一下
(0)
0%


版权声明:因本文均来自于网络,如果有版权方面侵犯,请及时联系本站删除.