获奖作品名称:古今融合-钢木结构仿古建筑
参赛学校:中国矿业大学
参赛学生:谢宇翔、徐陈、咸毅、涂佳、辛东昕、孟鑫、李孟航、吴祖澜
在平面设计时,主要遵循优化空间利用率,满足多功能性能需求的思想;在立面设计时,我们注重钢木材料的搭配,并将传统建筑元素融入建筑设计,特别是在维护结构中,我们采用轻钢龙骨外挂墙板,以及采用仿古铝合金门窗;而对于建筑节能设计,我们采用了绿色环保材料并最大化自然采光率。从而兼顾了结构的功能性,建筑的美观性和节能环保的概念。
相较于传统的砖木组合结构,我们采用的钢木组合结构具有以下的显著优势:第一,减少了木材的用量,降低建造成本;第二,建筑多采用装配式构件,缩短了施工周期;第三,构件经过防腐防锈处理,能够使结构耐久性得到显著提高;第四,所采用的建筑材料均可回收利用,绿色环保和可持续性的特色突出。
我们的方案主要包含以下三个方面的创新,首先是关于结构体系的创新,我们采用钢木组合结构代替传统的砖木组合结构,提升了结构性能,降低了工程造价。其次,是关于材料和构造方面的创新,通过应用塑木,铝制瓦片等环保材料和装配式构造节点,有效提升施工效率。最后,是施工技术方面的创新,通过采用BIM软件对施工全过程进行精细化模拟,极大地提升了施工的精度,方便进行科学的施工组织。
建筑为两层轻钢结构,长宽高分别为31.8,12.8,12.3m。
首先我们基于最简单的框架结构,对结构方案进行设计。由于建筑设计和结构功能已经确定,在制定方案时,仅将次梁的布置方向,以及二层阳台是否悬挑作为变量,组合得到四个方案。通过计算,在满足结构安全性的前提下,方案三的用钢量最低。
因此,我们以方案三为基础,试图通过增加柱间支撑的方式提高结构的抗侧刚度,以减小梁和柱的截面尺寸,从而达到更轻的结构设计。这里通过支撑布置的不同,同样形成四个方案。
通过计算,方案一的用钢量最小。因此,框架支撑结构中方案一可以作为最优设计方案。