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來源︰建築時報  點擊次數︰次  發布時間︰2017-8-30

近年來,中國多個具有標志性的知名建築都是鋼結構建築。“鳥巢”、國家大劇院、世界最大天文望遠鏡FAST……憑借“綠色”、可控性強、抗震等級較高等“先天優勢”,鋼結構建築如雨後春筍,蓬勃興起

 

說到鋼結構建築,人們並不陌生。特別是近年來,中國大地上具有標志性的多個知名建築,其實都是鋼結構建築。

 

被《時代》雜志評為2007年世界十大建築奇跡的“鳥巢”,就是世界上跨度最大的鋼結構建築,一個個鋼結構構件將“鳥巢”造型巧妙“編織”,在第29屆奧林匹克運動會上吸引了全世界數十億人的目光;宛若“巨蛋”的國家大劇院,“蛋殼”由一根根弧形鋼梁組成,東西向長軸跨度超過200米,6000多噸重的巨大鋼鐵天穹下沒有一根柱子支撐,創下了世界上最大的鋼結構穹頂紀錄,在鋼結構領域聲名大噪;新近建成的貴州500米口徑世界最大天文望遠鏡FAST,這個“國之重器”堅固碩大的圈梁,同樣是被50根6米到50米高低不等的鋼柱支在半空的鋼結構,人在其上宛如在一座鋼橋上行走……

 

如今,大跨度鋼結構在體育館、會展中心、展覽館、車站、候機樓等大空間公共建築中的應用越來越多,鋼結構也已從一種結構設計工具變為一種建築思潮,一個個鋼構件成為建築設計的組成元素,甚至是表達邏輯的支撐點。從這個角度看,鋼結構已然具有建築美學和建設工具雙重內涵,在冷冰冰的外表下,蘊含著豐富的人文靈感。

 

鋼結構建築緣何興起?這離不開鋼結構的“先天優勢”。鋼結構屬于柔性構件,抗震等級較高;施工速度快、工期短,構件加工、安裝尺寸相對精準,可控性強。如果設計師在設計上追求大膽創意和獨特造型,鋼結構更是當之無愧的首選。

 

更具發展前景的是,鋼結構享有業內公認的“綠色”標簽。業內普遍認為,鋼結構是綠色建築的不二選擇,鋼結構建築拆遷後,90%以上建材可以再利用,在建築的全壽命周期內,都能最大限度地節約能源、保護環境、減少污染。鋼結構建造過程的有害排放,只相當于混凝土結構的65%左右。

 

我國鋼結構建築作品屢屢稱冠全球,離不開相關科技突破。在“鳥巢”“巨蛋”“水立方”等建築杰作的“鋼筋鐵骨”中,鋼結構技術的點滴進展都彌足珍貴。正是一次次科技上的突破,助力我國鋼結構建築作品屢屢奪取“世界之最”的桂冠。

 

以我國新近建成開放的鋼結構又一力作“鋼琴”為例,這一矗立于哈爾濱松花江北岸的百米巨型建築完全由鋼結構搭建,其主體建築——室內滑雪場不僅是目前全球最大室內滑雪場,還是全球最大的通過雪承載實驗和風洞試驗的鋼結構建築,單體用鋼體量甚至超過了“鳥巢”,是名副其實的“鋼的琴”,創造了多項世界紀錄。為滿足滑雪功能的需要,滑雪場采用大跨度、大落差、超長鋼結構懸挑的架空設計,與建築造型和結構超限設計相對應,建築鋼結構部分縱向最大長度487米、最大跨度151米、最大高度114.5米,相當于10個標準足球場、40層樓高的超大空間。將這樣的超限設計變為現實,從鋼材的選用,到鋼構件的加工制作,再到各個構件的安裝,每一步都是嚴峻的挑戰。

 

首先是鋼材的選擇。哈爾濱冬季最低氣溫-35℃,夏季太陽直射下鋼結構表面溫度能達50℃以上,正負溫差約達90℃。為此項目采用了高級別的Q345GBD型鋼材,更耐寒更穩定。其次是鋼構件的加工制作。必須通過三維建築模型(BIM)將一個個構件呈現出來,精細預判和調整因溫度差異和焊接收縮變化的適度尺寸,千方百計保證構件滿足現場拼裝的溫差及焊接影響。最後是現場施工,難度更是難以想象。150米跨度超高超限整體提升、100米高空精準滑移……

 

在精度要求上,甚至可以用“苛刻”來形容,其中,很多部位的安裝精度都比國家規範要求提高80%,誤差不超過5毫米。而且,鋼構絕大多數的安裝操作都是在空中用大型機械完成,這如同在100米的距離外穿針引線。

 

鋼結構建築應用到“尋常百姓家”,空間廣闊。有數據顯示,在歐洲、澳大利亞和日本,裝配式鋼結構住宅已經佔全部住宅建築的40%以上。推動鋼結構在民用住宅領域有更多應用,發展的空間很大。另一方面,將鋼結構行業發展與供給側結構性改革結合起來,也是一種思路。大力推進鋼結構產業發展,正是化解鋼鐵行業產能過剩和建築行業綠色轉型的一劑“良方”。從這個角度看,時代為促進鋼結構發展提供了一個良好契機。

 

 

鋼結構建築在未來發展中會越來越多。因為未來的建築會越來越多樣化,越來越宜居,而鋼結構可以打破傳統鋼筋混凝土結構建築高度極限、跨度極限並可實現建築的外觀多樣性,加之綠色環保的時代需求,更多運用鋼結構將是整個建築行業的發展趨勢。

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