輕鋼結(jié)構(gòu)建筑設(shè)計(jì)理念

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【摘要】：輕鋼結(jié)構(gòu)建筑具有投資規(guī)模大、項(xiàng)目周期長(zhǎng)、影響因素多，受政治、經(jīng)濟(jì)、環(huán)境間接影響嚴(yán)重，使得建筑企業(yè)本身及項(xiàng)目在運(yùn)行的整個(gè)生命周期中都必須重視對(duì)風(fēng)險(xiǎn)的認(rèn)識(shí)與管理。為了使建筑企業(yè)更好地應(yīng)對(duì)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)，順利進(jìn)行項(xiàng)目實(shí)施，確保企業(yè)經(jīng)濟(jì)目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)，建筑企業(yè)必須重視對(duì)項(xiàng)目的風(fēng)險(xiǎn)管理。

關(guān)鍵詞：輕鋼結(jié)構(gòu)；建筑；設(shè)計(jì)理念 輕鋼結(jié)構(gòu)建筑在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)理念上與傳統(tǒng)鋼結(jié)構(gòu)建筑不同,有其獨(dú)特的一面,主要有以下幾個(gè)方面。 1•一體化設(shè)計(jì)理念 (1)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)一體化。 傳統(tǒng)鋼結(jié)構(gòu)建筑的設(shè)計(jì)都是按著先建筑設(shè)計(jì)后結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的理念進(jìn)行設(shè)計(jì),而輕鋼結(jié)構(gòu)建筑由于其特殊的材料和先進(jìn)的設(shè)計(jì)軟件,得以使設(shè)計(jì)程序?qū)崿F(xiàn)建筑結(jié)構(gòu)一體化設(shè)計(jì),即建筑設(shè)計(jì)完成與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)同時(shí)完成。目前,國(guó)外知名的設(shè)計(jì)公司都是遵循這樣一條理念,而國(guó)內(nèi)的大多數(shù)設(shè)計(jì)院較為保守,其建筑設(shè)計(jì)按傳統(tǒng)設(shè)計(jì)方式進(jìn)行,一方面很難完整地表現(xiàn)其建筑風(fēng)格,另一方面也破壞了輕鋼結(jié)構(gòu)建筑特有的建筑特色。這主要由于目前國(guó)內(nèi)設(shè)計(jì)院缺少先進(jìn)的設(shè)計(jì)軟件的原因造成的。今后隨著各種先進(jìn)的鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)軟件的引進(jìn)與開(kāi)發(fā),這一問(wèn)題會(huì)得到逐步解決。 (2)圍護(hù)系統(tǒng)與主體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)一體化。國(guó)內(nèi)設(shè)計(jì)項(xiàng)目基本做法是,主體結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)、圍護(hù)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)分開(kāi)來(lái)進(jìn)行,合理的做法是統(tǒng)一進(jìn)行設(shè)計(jì),為保證建筑整體安裝的精確度,如在兩柱之間安裝輕質(zhì)墻板,有必要執(zhí)行建筑模數(shù)制。 (3)配件系統(tǒng)與整體建筑系統(tǒng)設(shè)計(jì)一體化。在安裝時(shí)或基本保證安裝結(jié)束的時(shí)候,應(yīng)該是地面上沒(méi)有多余的配件,建筑上也沒(méi)有缺少的配件。而實(shí)際施工中卻是少配件,或者多配件。因?yàn)榕浼到y(tǒng)的設(shè)計(jì)與整個(gè)建筑系統(tǒng)的設(shè)計(jì)不統(tǒng)一的結(jié)果。這里需要考慮配件標(biāo)準(zhǔn)化的問(wèn)題。 2•截面優(yōu)化設(shè)計(jì)理念 (1)輕鋼結(jié)構(gòu)建筑設(shè)計(jì),降低其用鋼量是設(shè)計(jì)的主要任務(wù)之一,但這就使得結(jié)構(gòu)分析和構(gòu)件計(jì)算變得復(fù)雜化。在門式剛架中,常規(guī)是采用輕型焊接變截面工形柱和分段變截面工形梁并利用腹板屈曲后強(qiáng)度來(lái)完成這一目標(biāo)。 (2)截面優(yōu)化的實(shí)現(xiàn)方法有兩種: ①最優(yōu)化理論。 把問(wèn)題歸結(jié)為一個(gè)單目標(biāo)規(guī)劃問(wèn)題,優(yōu)化的目標(biāo)函數(shù)是用鋼量最少或造價(jià)最低,各種設(shè)計(jì)條件如結(jié)構(gòu)反應(yīng)(應(yīng)力、位移等)的允許范圍等都可作為約束條件,用數(shù)學(xué)規(guī)劃的理論來(lái)尋求最優(yōu)解或最滿意解; ②窮舉法。 即把各種合理的構(gòu)件截面形式都進(jìn)行計(jì)算比較,在滿足設(shè)計(jì)要求的情況下,以用鋼量最少或造價(jià)最低為控制條件,得到滿意的截面尺寸。實(shí)際上,完全用最優(yōu)化理論來(lái)實(shí)現(xiàn)截面優(yōu)化設(shè)計(jì)有一定的復(fù)雜性,還需要進(jìn)一步實(shí)踐與研究。另外,用窮舉法解決截面優(yōu)化問(wèn)題時(shí),多因素決定了計(jì)算次數(shù)隨構(gòu)件數(shù)增加而呈指數(shù)關(guān)系增加,故當(dāng)剛架構(gòu)件較多時(shí),要花費(fèi)很長(zhǎng)的計(jì)算時(shí)間。所以實(shí)際上當(dāng)設(shè)計(jì)者確定了結(jié)構(gòu)形式后,比較簡(jiǎn)單易行的方法是按照構(gòu)件的內(nèi)力來(lái)調(diào)整截面尺寸,試算確定重量最小的截面,從而進(jìn)行變化構(gòu)件的截面來(lái)適應(yīng)內(nèi)力變化以達(dá)到節(jié)約鋼材的目的。這種方法不但計(jì)算次數(shù)少,而且可以人工干預(yù)截面優(yōu)化范圍,快速地得到比較理想的截面尺寸。由于截面優(yōu)化設(shè)計(jì)的計(jì)算量大,采用軟件計(jì)算是廣大設(shè)計(jì)人員的首要選擇。大部分設(shè)計(jì)軟件在截面優(yōu)化設(shè)計(jì)計(jì)算基本應(yīng)遵循以下的步驟: (1)定義設(shè)計(jì)限值。定義強(qiáng)度、穩(wěn)定及變形限值。 (2)確定截面優(yōu)化范圍。這一步驟中應(yīng)由程序?qū)Χx的范圍進(jìn)行校核,當(dāng)這個(gè)范圍不合理時(shí)(最小截面滿足或最大截面不夠),程序會(huì)給出提示,直到優(yōu)化范圍合理。 (3)進(jìn)行截面優(yōu)化。進(jìn)行截面優(yōu)化計(jì)算。 (4)查看優(yōu)化結(jié)果。雖然因程序不同,但基本軟件的計(jì)算結(jié)果包括以下幾種形式: ①結(jié)果文件(基本包括有輸出設(shè)計(jì)限值,初始截面參數(shù)及其計(jì)算出的強(qiáng)度、穩(wěn)定、變形結(jié)果,總重量。輸出優(yōu)化后的截面參數(shù),強(qiáng)度、穩(wěn)定、變形計(jì)算結(jié)果,總重量);②截面顯示(圖形輸出優(yōu)化后的截面參數(shù));③應(yīng)力顯示(圖形輸出強(qiáng)度、穩(wěn)定計(jì)算結(jié)果);④局部放大(查看關(guān)鍵部位的節(jié)點(diǎn)分析情況)。在程序給出優(yōu)化后重量最小的截面后,設(shè)計(jì)人員可參考這些截面信息,由人機(jī)交互輸入截面參數(shù)并做適當(dāng)調(diào)整,然后執(zhí)行數(shù)據(jù)檢查,最后完成結(jié)構(gòu)計(jì)算和并利用截面參數(shù)繪制施工圖。 3•建筑表現(xiàn)理念輕鋼結(jié)構(gòu) 建筑的建筑表現(xiàn)主要有以下四個(gè)方面的特征,即規(guī)模、線條、色彩和變化。 (1)建筑規(guī)模。 大跨度輕鋼結(jié)構(gòu)建筑,具有恢弘的建筑氣勢(shì)。 (2)線條。 金屬壓型鋼板的線條是表現(xiàn)輕鋼結(jié)構(gòu)建筑的風(fēng)格獨(dú)特的特征,使得輕鋼結(jié)構(gòu)建筑富有流暢的金屬質(zhì)感。輕鋼結(jié)構(gòu)建筑可以大量使用屋面采光板采光,從而減少墻面開(kāi)窗的數(shù)量,可以非常有效地既保證建筑采光又不破壞墻板的線條。 (3)色彩。 多種色彩的金屬壓型鋼板使得輕鋼結(jié)構(gòu)建筑表現(xiàn)得豐富多彩。色彩的表現(xiàn)包括兩個(gè)部分,一部分是屋面、墻面板的色彩表現(xiàn),另一部分是收邊泛水等飾件的色彩表現(xiàn)。在表現(xiàn)手法上給建筑師預(yù)留了想象的空間,避免了色彩單調(diào)。( 4)變化。 規(guī)模較小的建筑在追求建筑風(fēng)格方面,可借鑒其他傳統(tǒng)建筑的風(fēng)格及表現(xiàn)方法,包括混凝土建筑。另外輕鋼結(jié)構(gòu)建筑由于材料的原因,在裝飾效果遠(yuǎn)比傳統(tǒng)建筑豐富,這也是輕鋼結(jié)構(gòu)建筑設(shè)計(jì)中需要關(guān)注的理念。比如外天溝,它既是天溝有組織排水的功能,又是建筑屋檐重要的裝飾物。其他如雨蓬、落水管、泛水等,都是如此。如何利用輕鋼結(jié)構(gòu)建筑的收邊產(chǎn)生藝術(shù)效果,也是今后設(shè)計(jì)工作者要面對(duì)的問(wèn)題。 參考文獻(xiàn): [1]孟憲海.國(guó)際工程擔(dān)保制度研究借鑒[J].建筑經(jīng)濟(jì),2000(6、7). [2]徐金梁,陳玉珍.施工企業(yè)加強(qiáng)合同管理的思考[J].建筑經(jīng)濟(jì),2007(8). [3]褚一偉.工程項(xiàng)目目標(biāo)成本管理與財(cái)務(wù)風(fēng)險(xiǎn)控制[J].合作經(jīng)濟(jì)與科技,2007(7).