鋼構(gòu)高層的設計特點都有哪些?
改革開放以來,高層建筑行業(yè)的發(fā)展最為時代標志,在城市建設的發(fā)展中獨領(lǐng)風騷,這是源于鋼構(gòu)高層的建筑具有很多獨特之處。
一、鋼構(gòu)高層的“柔性”特點
由于鋼構(gòu)于混凝土結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)理論的區(qū)別,鋼構(gòu)的設計思想與混凝土的設計思想不同。鋼構(gòu)的設計思想是“柔性”的,為了充分的體現(xiàn)設計理念和設計師的創(chuàng)意,鋼構(gòu)允許有變形存在,而這一點變形在混凝土結(jié)構(gòu)中是根本不行的。因此,在鋼構(gòu)設計過程中一定要將鋼與其他材料的性質(zhì)加以區(qū)分。充分考慮到鋼材料的彈塑性和延展性,利用鋼構(gòu)的變形性能,使鋼構(gòu)建筑獨具特色。同時鋼構(gòu)還具有熱導率比較大的特性,也存在明顯的熱變形。這些鋼材料的特殊性質(zhì),可能會引起建筑物的變形,因此,必須采用科學的手段加以控制,消除建筑結(jié)構(gòu)內(nèi)部產(chǎn)生應力,避免使建筑物局部或者整體造成危害。
二、鋼構(gòu)高層具有“輕”的特點
由于鋼構(gòu)對荷載有敏感的反應。在采用鋼構(gòu)建筑的設計中首先要選擇質(zhì)量輕、強度高的材料,盡可能的減輕建筑物整體的重量。嚴格控制鋼構(gòu)建筑的荷重,這不僅僅是出于鋼構(gòu)本身材料的性質(zhì)考慮,同時建設成本的經(jīng)濟原因也是影響荷重的因素,與其他材料相比,同樣是增加一個荷重,鋼構(gòu)增加的費用是鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)增加費用的數(shù)倍。鋼構(gòu)建筑在裝飾時往往選用玻璃幕墻、金屬幕墻,除了美觀的原因外,選擇的原因還在于幕墻質(zhì)量輕,與墻面相比,玻璃幕墻的質(zhì)量只占磚墻的1/7,這可以極大控制鋼構(gòu)建筑的荷重。
三、鋼構(gòu)高層的“寬敞”特點
高層建筑在選用材料強度對比上,金屬的強度要比混凝土強度大很多,合金的強度更高。由于材料強度越高,可承載的外力就越大,顯然,鋼構(gòu)建筑承受同樣荷載的構(gòu)件截面要小很多。從節(jié)約投資成本的角度考慮,由于鋼的價格比混凝土要高很多,同樣的荷載用鋼量少就會使建筑成本更經(jīng)濟。同樣的建筑面積,柱距的大小與柱子數(shù)量成反比。柱距數(shù)值越大,柱子所用的數(shù)量就越少。另外,在梁柱節(jié)點的設計上鋼構(gòu)框架與混凝土結(jié)構(gòu)框架有很大不同,混凝土框架結(jié)構(gòu)所有梁柱節(jié)點都要是抗彎節(jié)點,而鋼構(gòu)的柱梁節(jié)點可以設計成抗彎節(jié)點和鉸節(jié)點兩種。跨度大的鋼梁如果兩端是鉸接就可以設計為平行弦鋼析架,風道和其它管道都可以從中間穿過去,所以鋼構(gòu)的建筑從空間上看要比一般的建筑寬闊。同樣這也是鋼構(gòu)設計的優(yōu)勢。
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