隨著綠色建筑理念的推廣，輕型裝配式建筑在我國(guó)得到了大力推廣，社會(huì)和市場(chǎng)需求逐年增大，其中以輕型鋼結(jié)構(gòu)的應(yīng)用最為廣泛。輕型鋼結(jié)構(gòu)在施工應(yīng)用過(guò)程中如何實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)優(yōu)化？怎樣的結(jié)構(gòu)才最適合綠色施工？一起來(lái)看下面的分析吧。

一、結(jié)構(gòu)背景

以龍骨結(jié)構(gòu)體系為主導(dǎo)的輕型鋼結(jié)構(gòu)集成式住宅建設(shè)發(fā)展較快，成為推行綠色建筑的重要領(lǐng)域，并且在全國(guó)范圍內(nèi)均有大量工程案例。在現(xiàn)行GB/T50378—2014《綠色建筑評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)》中，明確了結(jié)構(gòu)優(yōu)化作為評(píng)價(jià)指標(biāo)，將節(jié)材與材料資源利用作為7類評(píng)價(jià)指標(biāo)之一，并明確說(shuō)明了對(duì)應(yīng)的指標(biāo)評(píng)分項(xiàng)目。

節(jié)材與材料資源利用指標(biāo)是針對(duì)結(jié)構(gòu)專業(yè)在設(shè)計(jì)階段的評(píng)價(jià)標(biāo)識(shí)，在國(guó)外綠色建筑評(píng)價(jià)體系中均以材料和資源利用作為一項(xiàng)重要的評(píng)價(jià)指標(biāo)。因此，設(shè)計(jì)一種結(jié)構(gòu)效率高的新型龍骨結(jié)構(gòu)布置方案，是輕型鋼結(jié)構(gòu)建筑在建筑節(jié)能方面的工程發(fā)展需求，也是綠色建筑發(fā)展過(guò)程中需解決的關(guān)鍵問(wèn)題。

二、結(jié)構(gòu)優(yōu)化

輕型鋼結(jié)構(gòu)建筑在龍骨結(jié)構(gòu)的布置形式方面具備較為充分的優(yōu)化空間，在結(jié)構(gòu)節(jié)材方面以結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的應(yīng)力最小、材料用量最少作為優(yōu)化目標(biāo)，在受到相同水平荷載或豎向荷載的作用下，優(yōu)化龍骨布置方式，以新型桁架式布置的龍骨替代常規(guī)豎向布置的龍骨，形成新型桁架式龍骨結(jié)構(gòu)體系，以桿長(zhǎng)與應(yīng)力的乘積作為結(jié)構(gòu)效率進(jìn)行判別，對(duì)比不同龍骨布置方案的結(jié)構(gòu)效率，得出結(jié)構(gòu)受力性能和節(jié)材效果更好的新型龍骨結(jié)構(gòu)布置方案，在綠色建筑推廣的過(guò)程中，充分發(fā)揮采用該方案的新型桁架式龍骨結(jié)構(gòu)體系的建筑節(jié)能效率，達(dá)到減少建筑材料用量，節(jié)能環(huán)保、可持續(xù)發(fā)展的目的。

1.有限元分析

采用ABAQUS有限元軟件進(jìn)行分析，以墻體尺寸2.4m×3.0m和4.8m×3.0m為例，在單獨(dú)施加水平單位集中荷載、單獨(dú)施加豎向單位均布荷載、同時(shí)施加水平單位集中荷載和豎向單位均布荷載3種不同條件下，對(duì)采取不同龍骨布置方案的結(jié)構(gòu)形式進(jìn)行有限元分析，分別得出在3種不同荷載條件下采用不同龍骨布置方案的桁架應(yīng)力分布。

2.結(jié)構(gòu)效率計(jì)算

在對(duì)模型進(jìn)行大量參數(shù)化分析得出數(shù)據(jù)后進(jìn)行相應(yīng)的數(shù)據(jù)處理。引入“結(jié)構(gòu)效率”的概念，在達(dá)到相同結(jié)構(gòu)目的條件下，盡可能減少結(jié)構(gòu)構(gòu)件數(shù)量，從而減少建筑材料用量，達(dá)到節(jié)能環(huán)保的綠色建筑要求。通過(guò)結(jié)構(gòu)應(yīng)力最小、材料用量最少為優(yōu)化目標(biāo)，對(duì)不同荷載條件、墻體高寬比下輕型鋼結(jié)構(gòu)龍骨結(jié)構(gòu)體系的龍骨布置方案進(jìn)行計(jì)算分析，并對(duì)結(jié)構(gòu)節(jié)材效果進(jìn)行量化。

1/5