建筑新型結(jié)構(gòu)的現(xiàn)狀與發(fā)展

韓非

摘 要：隨著時代的快速發(fā)展，為了緩解我國人口壓力，政府開始提倡建造高層建筑，這時設(shè)計師就必須要考慮諸多方面的因素，要確保建筑物的質(zhì)量，就開始發(fā)揮自己的想象力，加強對新型建筑結(jié)構(gòu)體系的研究和應(yīng)用。本文主要針對幾種新型建筑結(jié)構(gòu)體系展開分析，提出相應(yīng)的建議。

關(guān)鍵詞：新型建筑結(jié)構(gòu)體系；整體結(jié)構(gòu)；混合結(jié)構(gòu)。

引言

改革開放以來，我國住宅建設(shè)迅猛發(fā)展。然而，住宅建設(shè)作為我國的傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)，目前仍處于粗放型的生產(chǎn)階段，住宅結(jié)構(gòu)形式單一，建筑工業(yè)化程度差，勞動生產(chǎn)率低，技術(shù)含量不高，能源和原材料消耗大。我國采暖地區(qū)住宅單位面積耗能是同氣候條件下發(fā)達(dá)國家的3倍[1]。墻體采用新型墻材的比例只有發(fā)達(dá)國家的15%左右。特別是仍占墻體材料50%左右的粘土磚，其生產(chǎn)能耗高，毀田多，施工勞動強度大，質(zhì)量難以控制，抗震性能相對較差[2]。為適應(yīng)我國住宅建設(shè)的發(fā)展，特別是在針對粘土磚的墻體改革方面，近年來不同新型建筑結(jié)構(gòu)體系的研究與開發(fā)已取得不少可喜成果?，F(xiàn)將其中幾種主要的住宅結(jié)構(gòu)體系作簡要的介紹。

1鋼一混凝土混合結(jié)構(gòu)

鋼—混凝土混合結(jié)構(gòu)是我國目前在高層建筑領(lǐng)域里應(yīng)用較多的一種結(jié)構(gòu)形式。鋼結(jié)構(gòu)和混凝土結(jié)構(gòu)各有所長，前者具有重量輕、強度高、延性好、施工速度快、建筑物內(nèi)部凈空高度大等優(yōu)點；而后者剛度大、耗鋼量少、材料費省、防火性能好[3]。綜合利用這兩種結(jié)構(gòu)的優(yōu)點為高層建筑的發(fā)展開辟了一條新途徑。統(tǒng)計分析表明，高層建筑采用鋼—混凝土混合結(jié)構(gòu)的用鋼量約為鋼結(jié)構(gòu)的70%，而施工速度與全鋼結(jié)構(gòu)相當(dāng)，在綜合考慮施工周期、結(jié)構(gòu)占用使用面積等因素后?；旌辖Y(jié)構(gòu)的綜合經(jīng)濟(jì)指標(biāo)優(yōu)于全鋼結(jié)構(gòu)和混凝土結(jié)構(gòu)的綜合經(jīng)濟(jì)指標(biāo)[4]。

鋼一混凝土混合結(jié)構(gòu)最早于1972年用于芝加哥的Gateway II Building <36層137m[5]。我國至20世紀(jì)80年代才將鋼結(jié)構(gòu)用于高層建筑，目前已建成或在建的高層建筑（約有40余幢）中.有一半以上采用的是鋼一混凝土混合結(jié)構(gòu)，其中的典型建筑是上海金茂大廈[6]。鋼一一混凝土混合結(jié)構(gòu)在高層辦公樓、學(xué)校、醫(yī)院及住宅等建筑中將有更廣泛的應(yīng)用。

2巨型結(jié)構(gòu)體系

巨型結(jié)構(gòu)是由大型構(gòu)件（巨型梁、巨型柱和巨型支撐）組成的，主結(jié)構(gòu)與常規(guī)結(jié)構(gòu)構(gòu)件組成的次結(jié)構(gòu)共同工作的一種結(jié)構(gòu)體系。

巨型結(jié)構(gòu)按主要受力體系形式可分為巨型析架結(jié)構(gòu)、巨型框架結(jié)構(gòu)、巨型懸掛結(jié)構(gòu)和巨型分離式結(jié)構(gòu)；按材料可分為巨型鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)、巨型鋼骨混凝土結(jié)構(gòu)、巨型鋼—鋼筋混凝土混合結(jié)構(gòu)及巨型鋼結(jié)構(gòu)[7]。

巨型結(jié)構(gòu)的特點：從平面整體上看。巨型結(jié)構(gòu)的材料使用正好滿足了盡量開展的原則，可以充分發(fā)揮材料性能；從結(jié)構(gòu)角度看，巨型結(jié)構(gòu)是一種超常規(guī)的具有巨大抗側(cè)剛度及整體工作性能的大型結(jié)構(gòu)，是一種非常合理的超高層結(jié)構(gòu)形式；從建筑角度看[8]。巨型結(jié)構(gòu)可以滿足許多具有特殊形態(tài)和使用功能的建筑平立面要求。使建筑師們的許多天才想象得以實施。

巨型結(jié)構(gòu)作為高層或超高層建筑的一種嶄新體系。由于其自身的優(yōu)點及特點，已越來越被人們重視，并越來越多地應(yīng)用于工程實際，是一種很有發(fā)展的結(jié)構(gòu)形式。香港匯豐銀行屬于巨型鋼結(jié)構(gòu)體系，是諾爾曼·福爾特設(shè)計的。

3張拉整體結(jié)構(gòu)體系

在張拉整體結(jié)構(gòu)體系中主要是將壓桿進(jìn)行了合理利用，最早提出這種設(shè)想的是美國建筑師，想要根據(jù)宇宙的運行規(guī)律來設(shè)計建筑物的空間布局，尋找一個圓點，就像萬有引力一樣，遵循自然規(guī)律，從而實現(xiàn)對材料的最大利用，增加建筑物的室內(nèi)空間面積。

4折疊結(jié)構(gòu)

在現(xiàn)代建筑體系中最為便捷的就是折疊結(jié)構(gòu)，充分將張力膜和剪式桿單元融為一體，還可以重復(fù)利用，節(jié)省了現(xiàn)場安裝的時間，主要是采用了生活中常見的折疊傘原理。

5玻璃結(jié)構(gòu)體系

在傳統(tǒng)建筑理念中，人們主要是將玻璃與門窗結(jié)合使用，但是隨著建筑需求的增加，設(shè)計人員開始創(chuàng)設(shè)了玻璃結(jié)構(gòu)體系，加強對玻璃性能的不斷改進(jìn)。玻璃結(jié)構(gòu)的優(yōu)勢主要表現(xiàn)在以下幾個方面：第一，玻璃具有透明性能，可以增加室內(nèi)采光效果，減少照明能源的使用；第二，鋼化玻璃的抗壓性強、抗震性能好，不容易破裂，在很多方面可以替代混凝土材料和鋼材，充分發(fā)揮自身優(yōu)越性能；第三，隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，玻璃的形態(tài)和色彩也變得多種多樣，將其應(yīng)用到建筑工程中，可以提高建筑物的整體美觀效果，還可以增強城市的現(xiàn)代化氣息。

結(jié)語

綜上所述，隨著時代的快速發(fā)展，新型建筑結(jié)構(gòu)體系也在不斷增多，在本文中主要對幾種常見的建筑結(jié)構(gòu)體系進(jìn)行了詳細(xì)介紹，分析其特點和具體應(yīng)用，從而有效促進(jìn)我國建筑行業(yè)的發(fā)展。

參考文獻(xiàn)

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[3] 張學(xué)志，吳顏明.試述新型材料在建筑結(jié)構(gòu)當(dāng)中的運用[J].裝飾裝修天地，2017（23）.

[4] 陳久旺，趙佳偉，郭智.新型建筑節(jié)能結(jié)構(gòu)一體化技術(shù)探析——淺析以輕鋼龍骨結(jié)構(gòu)為支撐的泡沫混凝土現(xiàn)澆體系[J].建設(shè)科技，2015（21）：38-39.

[5] 郝際平，孫曉嶺，薛強，樊春雷.綠色裝配式鋼結(jié)構(gòu)建筑體系研究與應(yīng)用[J].工程力學(xué)，2017，34（01）：1-13.

[6] 沈昶潤.新型建筑材料在建筑工程結(jié)構(gòu)設(shè)計中的應(yīng)用探討[J].綠色環(huán)保建材，2016（12）：6.

[7] 劉昌，蘇杭.新型建筑結(jié)構(gòu)體系在鐵路房建工程中的應(yīng)用[J].鐵道經(jīng)濟(jì)研究，2017（04）：40-43.

[8] 聶鳳玲，甘桂其，王映梅.論新型建筑結(jié)構(gòu)體系[J].中國建材科技，2016，25（01）：37-38.

（作者單位：中國礦業(yè)大學(xué)）