1、國內(nèi)建筑物結(jié)構(gòu)發(fā)展趨勢的探討摘 要:建筑行業(yè)作為關(guān)乎國民經(jīng)濟的支柱產(chǎn)業(yè),他的發(fā)展方向和前景牽扯到也影響到方方面面。因此探討國內(nèi)建筑行業(yè)發(fā)展的主流趨勢就顯得非常重要,在整個建筑鋼業(yè)發(fā)展的過程中建筑結(jié)構(gòu)的變革和創(chuàng)新會為整個行業(yè)帶來很大幅度的前進空間,文章筆者就目前國內(nèi)建筑行業(yè)所出現(xiàn)建筑結(jié)構(gòu)做一總結(jié)探討,主要討論了幾種常見結(jié)構(gòu)的應(yīng)用特點,從建筑材料、建筑功能要求、建筑施工工藝三方面探討了不同結(jié)構(gòu)形式的發(fā)展趨勢。明確說明了未來幾十年國內(nèi)建筑物結(jié)構(gòu)的發(fā)展和選擇趨勢。 關(guān)鍵詞:建筑結(jié)構(gòu);新型材料;流水線生產(chǎn)隨著社會發(fā)展速度的加快,人們對生活質(zhì)量和效率的要求越來越高,但就城市建筑發(fā)展方向而言,建筑物必然會越
2、來越高并且跨度會越來越大,而且要求建筑物的使用功能將會更加豐富,不僅如此人們對建筑物的建造周期要求會更短,也就是說未來的建筑行業(yè)一定要是在高效快速的前天條件下建成發(fā)跨度的更多的高層或超高層建筑,這就要求一定要有新型的結(jié)構(gòu)形式涌現(xiàn)并且應(yīng)用到更多的建筑物中。超高層建筑多作為地方的標(biāo)志性建筑,在未來的建筑物發(fā)展趨勢上來講一定會有更高的建筑物被設(shè)計和建設(shè)。普通的框架結(jié)構(gòu)只能做不到100米的高度,好一點的剪力墻結(jié)構(gòu)和筒體結(jié)構(gòu)又顯得太笨重,主要是施工工期根本不可能滿足人們的要求,筒體結(jié)構(gòu)是將剪力墻或密柱框架集中到房屋的內(nèi)部和外圍而形成的空間封閉式的筒體,特點是剪力墻集中而獲得的較大的自由分割空間。一次筒體
3、結(jié)構(gòu)也無法實現(xiàn)大空間這樣的功能要求。以上的結(jié)構(gòu)屬于純混凝土結(jié)構(gòu),這個方向的被應(yīng)用和開發(fā)的機會會越來越少。而對于純鋼結(jié)構(gòu)的建筑設(shè)計,雖然在工期等方面能不錯的達到人們的要求,但是由于其耐熱不耐火這一缺陷也是的純鋼結(jié)構(gòu)建筑的發(fā)展得到限制,美國911事件的發(fā)生也使人們對純鋼結(jié)構(gòu)建筑的穩(wěn)定和耐用性作出重新評估最合理的理由。所以對于超高層建筑里面的混合結(jié)構(gòu)(鋼框架和混凝土筒體結(jié)合的形式)在國內(nèi)已有的建筑中已經(jīng)有一些標(biāo)志性的建筑跟好的應(yīng)用了這兩種結(jié)構(gòu)的組合,如被稱為小蠻腰的廣州電視塔,現(xiàn)在的央視大樓、上海環(huán)球中心、上海中心等等。由于考慮跨度要求在近年來被應(yīng)用效率最高的當(dāng)屬索膜結(jié)構(gòu)和網(wǎng)殼結(jié)構(gòu),索膜結(jié)構(gòu)又稱張拉
4、膜結(jié)構(gòu),張拉膜結(jié)構(gòu)是近些年國內(nèi)和國際建筑行業(yè)迅速發(fā)展起來的一種新型建筑結(jié)構(gòu)形式,它是由多種高強薄膜材料及加強構(gòu)件如鋼架鋼柱或者鋼索等通過一定的連接方式使其內(nèi)部產(chǎn)生一定的預(yù)應(yīng)張力而形成的空間形狀,對于索膜結(jié)構(gòu)我們建筑行業(yè)對其采用和設(shè)計的理念有以下幾點,它運用到了以概率基礎(chǔ)為基礎(chǔ)的極限狀態(tài)設(shè)計分析方法,采用荷載分項系數(shù)的設(shè)計值表達式進行計算,另外很重要的一點索膜結(jié)構(gòu)膜才的選擇應(yīng)該根據(jù)建筑物的性質(zhì)和等級、使用年限、使用功能、結(jié)構(gòu)跨度等多方面要求來考量,用作索膜材料的膜材只能承受一定的拉力,但是不能承受壓力和彎矩,設(shè)計應(yīng)考慮膜材破壞時支撐結(jié)構(gòu)仍應(yīng)保持滿足其自身強度、剛度和穩(wěn)定性??傮w來說,索膜結(jié)構(gòu)因其
5、自重輕空間跨度大的特點深受眾多設(shè)計師的喜歡。還有一種網(wǎng)格結(jié)構(gòu)正在本更多的應(yīng)用于現(xiàn)代建筑,所謂網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)是一種與平板網(wǎng)架類似的空間桿系結(jié)構(gòu),用桿件作為基礎(chǔ),按一定規(guī)律組成網(wǎng)格,按殼體結(jié)構(gòu)布置的空間構(gòu)架,它兼具桿系和殼體的性質(zhì)。其傳力特點主要是通過殼內(nèi)兩個方向的拉力、壓力或剪力逐點傳力。此結(jié)構(gòu)是一種國內(nèi)外頗受關(guān)注、有廣闊發(fā)展前景的空間結(jié)構(gòu)。網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)又包括單層網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)、預(yù)應(yīng)力網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)、板錐網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)、肋環(huán)型索承網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)、單層叉筒網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)等,國內(nèi)有跟多大中型體育場,飛機場和火車站的候車室都在用了網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)。從建筑材料方面考慮,隨著鋼結(jié)構(gòu)產(chǎn)業(yè)的起步發(fā)展,現(xiàn)在的鋼結(jié)構(gòu)主要應(yīng)用于超高層和大跨度的單層廠房,雖然鋼結(jié)
6、構(gòu)材料的質(zhì)量輕,但是強度很高,施工方便得到了眾多設(shè)計師和開發(fā)商青睞。但是對于其他的建筑類型比如共用與民用方面的建筑、小區(qū)住宅等,現(xiàn)階段采用混凝土框架、混凝土剪力墻結(jié)構(gòu)形式較多,受到材料成本的限制,有關(guān)預(yù)應(yīng)力的建筑結(jié)構(gòu)形式很沒有得到廣泛的應(yīng)用,但是隨著我國國民經(jīng)濟水平的提升,人們對于居住和使用功能較為綜合的建筑物質(zhì)量要求越來越高,相信會有更多的開發(fā)商和承包商以預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)建筑作為主要選擇。據(jù)國家鋼結(jié)構(gòu)協(xié)會前不久發(fā)布的一條信息,我國的剛才年產(chǎn)值已經(jīng)出現(xiàn)供過于求的形式,從這一點上講,在建筑行業(yè)可能會有更多的鋼結(jié)構(gòu)建筑被很快應(yīng)用到實際工程中,鋼結(jié)構(gòu)建筑的發(fā)展和應(yīng)用在國內(nèi)一定會被重視,筆者認(rèn)為用簡約不簡單
7、概括鋼結(jié)構(gòu)建筑的特點再適合不過了,做一個大膽的預(yù)測,雖然鋼結(jié)構(gòu)一般適合用于大跨度和超高層建筑物,但是對于未來的發(fā)展,現(xiàn)行別墅采用鋼結(jié)構(gòu)形似來建造未必不會被眾人所采取的,所以鋼結(jié)構(gòu)類型的建筑發(fā)展趨勢很值得期待。就建筑施工工藝的角度來考量國內(nèi)建筑物結(jié)構(gòu)形式的發(fā)展趨勢就不得不一出一個很重要的詞,那就是流水線生產(chǎn)作業(yè),這個流水線主要是施工流水線,不管是從狹義建筑業(yè)還是廣義建筑業(yè),我們都希望能有一個科學(xué)合理的生產(chǎn)流水線,簡而言之就是不管是施工還是規(guī)劃、勘察、設(shè)計、之后的銷售,我們都需要盡可能的縮短時間周期,我們希望在盡可能短的時間內(nèi)將我們的建筑產(chǎn)物投入使用發(fā)揮和開發(fā)出它的價值,在國內(nèi)已經(jīng)有在一個星期就可
8、以建成一座醫(yī)院、酒店的實例,這些項目的完成很大程度上就依靠了這些先進的理念和對這些理念的時間所總結(jié)出來的優(yōu)秀的施工工藝。筆者認(rèn)為隨著這樣的理念和工藝慢慢的被重視,鋼結(jié)構(gòu)類型建筑的發(fā)展可進步空間一定會大大加快,這一點較混凝土的各種結(jié)構(gòu)就具備了明顯的優(yōu)勢,相對鋼結(jié)構(gòu)而言,混凝土結(jié)構(gòu)強度的形成需要跟長時間。其實在國外建筑業(yè)相對發(fā)達的地區(qū)這樣的先進工藝已經(jīng)被應(yīng)用在一些著名的建筑中了,帝國大廈就是最后直接的例子。國內(nèi)建筑結(jié)構(gòu)的應(yīng)用類型收到多方面因素的影響,總體來說與國外建筑也相對發(fā)達國家還有差距,但是隨著我國國民普遍經(jīng)濟水平的提升,隨著我國綜合國力的加強,建筑行業(yè)的發(fā)展前景相當(dāng)可觀,而建筑物結(jié)構(gòu)的優(yōu)化和發(fā)展更是值得期待。:趙克文(1992- ),男,河北廊坊人,北華航天工業(yè)學(xué)院,本科;李立飛(1994- ),河北衡水人,北華航天工業(yè)學(xué)院,本科。