2022-06-29
钢结构-办公楼-综合楼-行政楼

近年来,伴随钢结构装配式建筑的发展,关于结构建筑体系的研究也备受关注。我们常见的传统意义上的钢结构建筑体系主要有:轻型冷弯薄壁型钢体系、钢框架体系、钢框架剪力墙体系、钢框架核心筒体系等类型。

钢结构办公楼推荐一种较为新型的结构体系——交错桁架钢结构体系
说它“新”,并不是因为它出现得晚。它起源于20世纪60年代的美国,是由麻省理工学院开发的一种新型结构体系。将其归为“新型钢结构体系”,是因为这种体系在我国的应用还很少,具有非常大的发展潜力,目前国内的很多学者都对其进行了研究并取得了丰富成果。它同时也被很多行业文章称做“建筑界的黑科技”。

目前在国内还比较少见的交错桁架钢结构体系。这次选用的交错桁架钢结构体系,这种钢结构体系具备了结构形式简单、施工“短、平、快”等优点,最重要的是节省空间,非常适用于办公楼“长条形的占地空间规划。

研发办公楼效果图
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交错桁架钢结构的主要形式


交错桁架钢结构体系起源于上世纪60年代,在美国钢铁公司(U.S.Steel Corporation)的赞助下,由麻省理工学院开发出这种新型结构体系,主要是为多高层的宾馆、学校、办公、公寓等高而窄的建筑提供更经济的结构形式,装配化率高、施工简便、使用空间布置灵活,符合当前绿色、环保、节能、循环可利用的发展趋势。

交错桁架结构主要由桁架、柱、楼板和纵向连梁组成。①结构柱布置在房子的四周;②桁架的高度与层高相同,长度与房屋宽度相同;③桁架的两端支承于外围柱子上,桁架沿房屋纵向隔榀布置,沿房屋高度在相邻的柱列上下交错布置。
从整体上看,在竖向平面上,每隔一层设置桁架;在横向平面上,相邻框架的桁架在上下层间交错布置,这就是我们说的“交错桁架钢结构体系”。

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交错桁架钢结构体系的优势

交错桁架钢结构体系虽然在国内还比较少见,但是它的优点非常多,是一种拥有很大发展潜力的结构体系。它的优点主要包括以下几个方面:

1 结构简洁
交错桁架的结构构成极其简单,主要由纵向的框架柱,与横向交错布置的桁架构成。
2 大空间
交错桁架结构可以形成两倍柱距的大开间,且为无柱开间,在建筑功能上可以获得较大的开间和进深,便于布置。
▼交错桁架和其他结构体系平面对比图,其中:h是交错桁架结构;i 是框架结构;j 是框架核心筒结构

3 节点连接方便,施工方便快捷
桁架与柱铰接,从而可实现现场全螺栓连接。桁架整榀吊装,通过螺栓与框架柱连接。


4 适合标准化
交错桁架结构中的钢桁架,整榀制作、运输、安装,通过优化设计容易实现标准化。
研发办公楼建设现场
5 经济性好
经济性主要体现在几个方面:一是交错桁架钢结构体系的结构用钢量低,从而降低基础造价;二是施工简单、快速,不仅加快投资资金的周转,而且减少人工费。
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交错桁架钢结构体系的应用



研发办公楼,总建筑面积8000平米,6层,高度23.5米,长66米,宽10米。这两栋办公楼钢构件都是100%高强螺栓连接的,装配式程度高。从经济和实用性的角度考虑,采用的传统材料工艺结合一些新兴的材料和工艺,如墙体采用传统材料蒸压加气混凝土砌块,同时采用一些新型材料,如聚苯颗粒轻质隔墙板,它是车间预制,现成拼装,节能环保,施工周期快。同时,外墙是金属幕墙搭配部分玻璃幕墙,装饰立面美观,采光率高。





目前,交错桁架钢结构体系虽然在我国的应用还比较少,但是国内对它的研究从来没有停止过。我国已先后于2012年和2015年制定了两本相关的行业标准和技术规程。



从世界范围来看,交错桁架钢结构体系在美国和澳大利亚等国家已有很多应用。

▼工程应用:芝加哥 Godfrey Hotel


▼工程应用:南波士顿 麦卡伦大厦公寓

相信在不久的未来,伴随着钢结构装配式建筑的发展,交错桁架钢结构体系也会得到较大的发展。