小型钢结构建筑空间机理与建构方法研究

作     者：高建 

作者单位：西安建筑科技大学 

学位级别：硕士

导师姓名：雷振东

授予年度：2016年

学科分类：08[工学] 081402[工学-结构工程] 081304[工学-建筑技术科学] 0813[工学-建筑学] 0814[工学-土木工程] 

主      题：小型 钢结构建筑 空间机理 建构方法 

摘      要：钢铁材料自19世纪初被应用于建筑,随着材料与技术的进步,钢材对建筑的发展产生了深远影响。社会的发展、价值观的改变、审美情趣的更迭,钢结构建筑面貌呈现出多元风格,空间与建构这两条主线贯穿始终。当今我国钢铁行业产能过剩,发展建设钢结构建筑,提升建筑行业中钢材使用量,有利于减少钢铁库存消化产能。与传统的砖混结构、混凝土结构建筑相比,钢结构建筑具有自重轻、承载结构截面小、标准化、经济效益显著等优点,钢结构建筑应用前景广阔,是未来建筑发展的重要方向。目前我国的钢结构建筑建设中,小型钢构建筑设计深入度不足,混乱与拼凑的钢结构建筑形态普遍存在,削弱了钢结构建筑自身的魅力。本文以小型钢结构建筑为研究对象,比如住宅、小型商店、休憩小品以及一些小型工业建筑都属于本文的研究范畴。通过对国内外相关理论知识与建筑实践的整理与挖掘,探索材料与形式的逻辑关系,研究材料与技术因素对建筑创作的影响,归纳小型钢结构建筑空间设计的基本原则,总结绿色建构手法。论文主要从型材构造、结构体系与空间机理、空间建构与设计方法、绿色建构技术四个方面展开研究。首先,本文由钢的材料特性出发,通过文献整理,提炼小型钢结构建筑的材料特征,归纳分类常见的构造方式,并梳理了钢铁建筑的历史脉络;其次,对常见的小型钢结构建筑结构体系进行分类,探索结构原理,建构结构与空间的关联,从空间限定、调度、形态与特征几个方面总结空间机理;再次,依据不同功能建筑类型,分别从空间建构与艺术表现分析设计方法,以建构视角演绎不同功能建筑结构、围护与连接的内在逻辑,并对新型的设计方法——参数化进行深度剖析;最后,将小型钢结构建筑与绿色技术的结合,归纳屋面与墙面的围护材料与建构,提出将太阳能与钢结构建筑结合的设计操作,并从小型钢结构建筑的全生命周期进行解读。本文通过文献整理以及实际案例研究,一方面对小型钢结构建筑空间构成以及组合进行归纳分类,形成一套小型钢结构空间机理设计方法;另一方面对结构、围护以及连接深入解读,以建造逻辑、构造细部与节点塑造呈现建构手法。通过空间机理的研究、设计方法的归纳,绿色建构技术的总结,最终为小型钢结构建筑设计提供可借鉴的理论依据。