现代城市由于其承载的功能日益丰富,资源高度集中,寸土寸金,能节约土地就是最大的节约,遵循这一原则,建筑力求向上发展,高层、超高层建筑髙度不断刷新,城市规划一再调整,力求最大限度的使用有限的土地。但是目前大跨度的建筑却不能很好的实现多层的设计方案,30米以上跨度大空间会议室能不能建3层,游泳馆上能不能加盖篮球馆?演艺厅上能不能加盖排演厅?大跨度厂房上能不能加盖仓库?这些问题被不少的业主提出来,目前来讲一般的结构师的回答都是“No”
通过该项结构体系技术应用,解决了“大跨度结构体系的拆分、连接、运输和预制成型”等关键技术,实现了模块化工厂生产、信息化设计和全预制装配式建造多层大跨度公共建筑及工业建筑的创新应用,开启了大跨度多层结构“产业化”的先河,装配整体式多层大跨结构体系在节省建筑用地、节约工程造价、缩短建设周期方面具有显著效果。
以建造40米×60米体育馆建筑作为对比,该结构体系能获得比其他实现该功能的结构体系节约造价30%,提高利用率20%的效益;以建造6个单层大跨度工业厂房为例,通过使用该体系建六层6层大跨度(24米跨)工业厂房,为国家最多可节约80%的建筑用地。
我国经济在不断发展过程中,自主创新科技的研发脚步从未停止,在我国的钢结构体系中,中国工程院院士马克俭教授提出了一种新兴的结构形式—装配式钢网格盒式结构。此结构已经应用于贵州省瓮安县返乡农民工创业园、贵州大自然工业园厂房、金海检测中心、等几十万平米的工业园区厂房建筑中,并取得很好的经济效益和使用价值。
我国向来提倡循环经济,以求资源得到良好的利用,并且防止污染,而这种新型的钢结构刚好可以满足循环经济的要求,和旧的钢结构体系比起来,这种新型的钢结构体系性能良好,性价比高,在三维空间中的承受力更强,成本开销少。除此之外,装配式网格盒式结构还可以在多个领域得到应用。对常规钢框架结构和新型装配式钢网格盒式结构进行分析,主要内容包括:
建立工程的有限元模型,在保证周期和周期比接近的情况下,进行经济性能的对比,结果表明,新型结构更加节省钢材和层高。
利用抽柱法对常规钢结构和新型结构进行抗连续倒塌分析,研究表明实际工程中盒式结构与常规结构体系均能满足抗连续倒塌的要求下,盒式结构更省钢材,且具有更好的延性,是比常规钢结构更为先进的结构体系。
在罕遇地震下对旧钢结构和新型结构进行动力弹塑性分析,结果表明层间横梁属于系统首道防线,预防空腹梁上下肋以及墙架柱在较短时间内屈服,确保盒式结构具备优异的延性,同时能够解决传统框架使用至单跨多层结构形态中耗能能力低劣、大震后期阶段刚度较低的问题。
对钢网格盒式结构的装配过程进行了阐述,简单说明装配式建筑的规划、制造以及安装等一般流程与相关操作。
来源:装配时空圈