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【同辰原创】大跨室外连廊钢结构方案选型

  • 时间:2024-04-19
  • 作者:同辰建筑
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引 言:


室外连廊作为建筑的衔接部分,提供了人们在建筑间的便捷移动通道。它不仅简化了人流线路,使人们更加舒适自由地穿行于建筑之间,还可以改善建筑的视觉效果和空间感。同时可以为建筑增添特色,提升建筑整体形象,以及提供遮阳、避雨和通风等功能,从而增强人们对建筑环境的感知和使用体验。


钢结构作为一种高强度、轻质、可塑性强的材料,因其可以实现各种形式和复杂的结构构造,满足不同设计造型需求、施工快速,在室外大跨度连廊的结构设计中展现了广泛的应用优势,成了一个备受青睐的选择。


本文将以具体项目方案设计选型案例进行分析,探讨典型类别钢结构形式在室外大跨连廊建筑设计中的应用差异情况和未来发展方向。







工程案例分析:


01 工程概况


某沿海城市商业广场项目,总建筑面积约20万㎡。抗震烈度为7度0.1g,场地类别为Ⅲ类,基本风压0.7KN/㎡。室外大跨连廊跨度约50米,宽度约8米,建筑方案平面图如下:




02 结构方案


设计方案1:空腹桁架



空腹桁架空间刚度较大,结构舒适度相对较好;结构构件间距较大,腹杆及上弦杆可以作为建筑幕墙支撑龙骨,形成不同形状和风格的连廊设计。空腹桁架的构件相对较轻且模块化,可以通过现场拼装或预制板块进行快速安装。这样可以缩短施工时间,提高工程进度。


采用空腹桁架结构方案的优势在于:


● 结构形式简洁明了,易于施工和检测,能够缩短施工周期,降低工程造价。

● 能够提供良好的视线和通风效果,改善人们的通行体验。

● 结构刚度和稳定性好,能够满足大跨度结构的要求,保证建筑的安全性和稳定性。


空腹桁架结构方案的劣势:


维护成本:由于空腹桁架的构件较多,构件之间存在连接点,需要定期进行维护和检查以确保其稳定性和安全性。增加维护的困难和成本。


空间占用:空腹桁架的设计形式可能需要较大的空间来容纳结构构件,这可能会对连廊的布局和使用空间造成一定的限制。



方案2:斜拉梁



斜拉梁结构作为一种特殊结构形式,可以提供独特的外观和美学效果。它可以增加建筑物的视觉吸引力,并为连廊赋予现代感和创意性。


采用斜拉梁结构方案的优势在于:


● 结构形式简洁明了,受力明确,能够形成较大的跨度。

● 梁体较轻,可以减少结构的自重,降低对基础的要求。

● 拉杆可以灵活布置,以适应不同的建筑造型和功能需求。


斜拉梁结构方案的劣势在于:

● 斜拉杆的锚固问题需要特殊处理,以确保结构的稳定性和安全性。

● 斜拉杆的设计和施工需要专业人员操作,以确保其质量和安全性能。



方案3:下张弦梁



下张弦梁是一种结合了下弦预应力拉索和钢梁的结构形式。其特点是在梁的下部设置预应力拉索,通过张拉力使梁体承受荷载。这种结构形式可以为连廊增添流畅的曲线和优雅的形态,从而增加建筑物的视觉吸引力。


采用下张弦梁结构方案的优势在于:


● 跨度大:由于下张弦梁使用了预应力拉索,可以在较小的梁高下实现较大的跨度,有效利用空间。

● 自重轻:预应力拉索的使用可以大幅度降低梁的自重,从而减少基础和支撑结构的负担,降低工程造价。

● 施工方便:下张弦梁的构件通常在工厂预制,现场安装方便快捷,可以缩短施工周期。

● 灵活性:下张弦梁的构造相对独立,可以适应多样化的连廊设计需求。设计师可以根据具体项目的要求进行定制,实现创新的设计和个性化的连廊形态。


然而,下张弦梁结构方案也存在一些劣势:


● 维护要求高:预应力拉索需要定期进行检测和维护,以确保其性能和安全。

● 设计和施工专业性要求高:下张弦梁的结构设计、施工和检测需要专业人员操作,以确保其质量和安全性能。



03 经济性统计分析


结构成本统计:



统计数据分析:


方案1(空腹桁架)型钢含量及综合成本最高,相比方案2总结构成本增加32万元,约10%;相比方案3总结构成本增加19万元,约6%。可以看出各钢结构方案经济性差异并不大,在实际应用中,应充分考虑项目的实际需求和限制条件综合考虑建筑美学效果等因素选择最适合的钢结构方案。









总 结:


对于大型公共建筑来说,使用钢结构方案不仅可以提供良好的结构性能,还可以为建筑师提供更大的设计自由度。在室外大跨度连廊的设计中,钢结构方案的选择应该综合考虑多种因素,包括结构性能、经济性、施工周期和维护成本等。从而创造出更加独特和富有创意的建筑作品,为人们带来更好的建筑环境和使用体验。



▌作者:同辰建筑 宋科

▌本文仅代表作者个人分析总结,仅供参考

▌来源:同辰建筑原创发布,转载请注明以上信息