다음은 Zhongda Consulting에서 참고용으로 제공한 현대 철골 구조 건물의 설계 및 성능에 대한 관련 내용입니다.
건축은 인류가 출현한 이래로 사람들의 삶에 중요한 부분을 차지해 왔지만 오랫동안 돌, 나무 등이 사용되었습니다. 과학기술의 발달로 신소재의 사용이 점점 더 광범위해지고 있으며, 그 중 철강은 널리 사용되는 소재 중 하나입니다. 철구조물을 본체로 하는 건축물은 현대 공간구조 개발의 주류를 이루며, 철구조물은 철근콘크리트, 조적조, 목조구조물과 다소 차이가 있으며, 일반적으로 철골구조물은 강철, 강관, 강판 등을 사용한다. 강철 빔, 강철 기둥, 강철 트러스 및 기타 구성 요소로 구성되며 일부는 강철 힌지 및 강철 와이어 로프(번들)로 구성됩니다. 연결 방법은 용접, 볼트 또는 리벳입니다. 현대 철골 건축물의 디자인과 성능, 그리고 가치.
1. 강철 구조물의 발전 역사
가옥 건설에 강철 구조물을 사용한 최초의 국가는 18세기 말 영국으로 거슬러 올라갑니다. 그로부터 100년 후, 프랑스 엔지니어인 에펠(Eiffel)이 유명한 철탑(Iron Tower)을 건설하면서 사람들은 또한 강철 구조물을 이용한 단독 주택을 짓기 시작했습니다. 그 이후로 강철 구조물 건물은 이전의 건축 모델링 패턴과 개념 및 방법을 완전히 바꿔 놓았습니다. 그에 따라 건축 디자인도 발전해 왔습니다. 초기에는 강철 구조물의 일부 부품과 부속품만이 주철과 연철로 만들어졌습니다. 1880년대 구조용 강철의 출현은 건설 프로젝트에서 강철 구조물의 개발을 가속화하여 강철 구조물 건물이 목표를 달성할 수 있게 했습니다. 1960년대 이론과 실천의 제2의 도약과 혁신적인 발전을 이룬 독일 바우하우스 학파는 그 이론의 탄생지이다.
1949년 해방 이후 철구조물은 대규모 중공업 플랜트, 대규모 공공건물, 초고층 건축물 등에 활용됐다. 특히 지난 20년 동안 선양 타오셴 국제공항 옥상, 베이징 천문관 프로젝트 등 토목공공건축물에 철구조물이 더욱 널리 사용됐다. 동시에 컬러 강철 프로파일 플레이트, 컬러 강철 복합 패널, 컬러 강철 버클 플레이트, 아치형 작업장 및 컬러 강철 생산과 같이 철강 생산의 신기술, 새로운 프로세스 및 신제품도 날로 증가하고 있습니다. 제품을 사용하여 현대성이 가득한 건축 구조를 만드는 것은 실제로 우리나라에서 철골 구조 건물의 발전 전망이 넓다는 것을 증명합니다.
2. 현대 철골 구조물의 건축적 특성
(1) 높은 수준의 사전 엔지니어링, 건설 비용 절감 및 건설 기간 단축
철골 구조 조정 건물 모듈 통일된 표준은 건물의 산업화된 대량 생산을 실현하고 건물 사전 엔지니어링을 개선하며 다양한 재료, 모양 및 제조 방법의 건물 구성 요소가 어느 정도 다양성과 상호 교환성을 갖도록 만듭니다. 동시에 철골 구조 건물의 사전 엔지니어링은 재료 가공과 설치를 통합하여 건설 비용을 크게 절감하고 건설 속도를 가속화하여 건설 기간을 40% 이상 단축하여 자본 회전 속도를 가속화합니다. 부동산 개발업체의 건물을 보다 효율적으로 활용합니다.
(2) 건물과 구조물의 디자인과 기능이 일체화되어 건물을 더욱 기능적으로 만든다
철골구조 건물에서는 구조가 이미지 구성에 중요한 요소가 되며, 그리고 구조, 구성요소, 노드의 형태는 건물의 이미지를 크게 좌우하고 제한합니다. 건물과 구조물의 디자인과 기능을 통합해야만 건물의 기능이 더욱 향상될 수 있으며 이후의 디자인 연결이 가능해 기술과 예술이 통합된 철골 구조 건물을 만들 수 있습니다. 2008년 베이징 올림픽을 위한 국가 경기장 입찰 계획의 대부분은 철골 구조 건물의 이러한 특징을 반영합니다. 예를 들어, 칭화대학교 건축 디자인 연구소가 설계한 개폐 가능 솔루션은 경기장의 대형 지붕 중앙에 두 개의 반원형 유리 상판을 설치하여 동시에 회전하고 평행하게 미끄러져 대형 지붕의 개폐를 완성합니다. 중국 건축 디자인 연구소의 장소입니다. 계획의 외관은 건물의 구조이며 이미지가 완벽하고 순수하며 기능과 구조가 완벽하게 통일되었습니다. 일본 Zhu Shikai Architectural Office가 설계했습니다. 지붕은 캔틸레버식 강철 프레임 구조로 지지되며 30분 안에 완료할 수 있으므로 연중 내내 열리는 대회와 활동이 날씨의 영향을 받지 않습니다.
(3) 철골 구조 건물은 초고도 및 초경간 요구 사항을 충족할 수 있습니다.
강철은 균일한 구조를 가지며 등방성 균질체에 가깝고 강도가 높으며 탄성 계수가 높습니다. . 강도에 대한 밀도의 비율은 석조, 콘크리트, 목재에 비해 훨씬 작습니다. 동일한 응력 조건에서 철 구조물은 자중이 작기 때문에 다음과 같이 더 큰 경간과 더 높은 높이의 구조물로 만들 수 있습니다. 유연한 구조 형태도 마찬가지입니다.
이제 인간은 폭이 1,000미터가 넘는 초대형 돔과 높이가 1,000미터 이상, 최대 4,000미터에 달하는 초고층 건물을 지을 수 있게 되었습니다. 또한 케이블-멤브레인 구조 시스템을 형성하기 위한 강철 케이블과 멤브레인 구조의 조합은 건물의 경간 요구 사항을 더 잘 충족할 수 있어 이러한 유형의 건물을 랜드마크 건물로 만들 수 있습니다. 예를 들어 도쿄의 코라쿠엔 야구장 지붕은 다음과 같습니다. 일본은 강철 케이블과 에어베어링 멤브레인 구조로 이루어져 있으며, 면적은 28,000제곱미터에 달합니다. 영국 정부가 21세기를 맞이하기 위해 건설한 랜드마크 건축물인 런던 밀레니엄 돔(London Millennium Dome)은 대규모 종합 전시회입니다. 건물 역시 돔 직경이 320m인 케이블-멤브레인 구조 시스템입니다. ("중국 건축 네트워크" 참조)
(4) 원자재를 재활용할 수 있어 환경 보호와 지속 가능한 발전에 도움이 됩니다.
우리나라의 철강 구조물 개발은 자원과 에너지가 매우 부족합니다. 이는 중국이 세계 최대의 벽돌 및 콘크리트 건물 생산국이기 때문에 특히 중요합니다. 강철은 재활용 가치가 높은 고강도 고성능 소재입니다. 남은 자재도 가치가 있으며 성형 공사가 필요하지 않습니다. 현재 국제적으로 눈길을 끄는 새로운 주거용 제품이 우리나라에 도입되었습니다. 환경 보호 및 에너지 절약 기능은 주로 두 가지 측면에서 반영됩니다.
(1) 이 유형의 주거는 완전 밀폐형을 채택합니다. 단열 및 방습 시스템으로 변화가 적고 열 손실이 적습니다. 겨울, 여름 상관없이 쾌적한 생활환경을 갖추고 있습니다. 실외 온도가 섭씨 0도일 때 실내 온도는 여전히 섭씨 17도 이상으로 유지될 수 있으며, 실외 온도가 섭씨 30도에 도달하면 실내 온도는 섭씨 약 21도에 불과합니다.
(2) 벽돌 콘크리트 주택에 비해 에너지를 60% 이상 절약할 수 있고, 에어컨 장비는 겨울과 여름에 전력 소비를 30% 이상 절약할 수 있으며, 폐기물 활용도 구조는 100% 벽돌 콘크리트 구조에 비해 동일한 바닥 높이에서 철골 구조로 되어 있어 벽 면적이 작아 공조에 필요한 에너지가 절약되고 유지 관리 비용이 절감됩니다.
3. 철골 구조 건물 설계 및 기술적 성능
철골 구조 건물 설계의 성공의 열쇠는 계획 설계의 심화에 있어서 필요합니다. 구조 엔지니어와 협력합니다. 장비 엔지니어는 물론 기계 엔지니어도 긴밀하게 협력합니다. 이때, 기술적 성능은 공간적 형태이든, 형식적 볼륨이든, 구조적 노드이든 건축적 디자인과 성능에 영향을 미치는 것이 매우 중요합니다. 이 점은 아래에서 여러 측면에서 자세히 설명하겠습니다.
(1) 철구조물 건축설계의 기술적 성과
건축이미지의 개념화는 건축창작의 난제 중 하나이자 고도의 건축적 이미지 생성과정이다. 건축설계의 중요한 이슈 중 하나입니다. 산업혁명 이후 건축과 과학기술의 관계 발전을 되돌아보면 건축이 기술 변화에 느리게 대응했다는 점을 분명히 알 수 있는데, 이는 사회 문화와 건축 분야에서 건축이 차지하는 깊은 위상을 일면에서 반영한다. 건축과 사람들의 생활방식의 관계. 또한, 급증하는 현대 정보혁명은 사회 활동의 모든 분야에 널리 침투하여 현대 과학적인 사고가 건축 설계에 통합되도록 하고 있으며, 새로운 프로젝트의 계획, 건축 및 조경 설계 방법은 엄청난 변화를 겪었습니다. 건축 디자인의 목적도 순수한 아름다움 추구에서 문제에 대한 합리적인 해결책 추구로 진화했으며, 이는 사람들의 건축에 대한 이전의 이해와 디자인 방식을 근본적으로 변화시켰으며 궁극적으로 인류가 수천 년 동안 형성한 전통적인 건축 개념에 영향을 미쳤습니다. , Gao Jipai 건축과 같은 건축은 절묘한 노드와 정밀한 가공으로 뛰어난 기술을 구현하고 더 높은 수준의 장인 정신으로 건물을 설계하고 "제조"하는 주요 대표자입니다.
(2) 철골 구조 건물의 상세 설계 요구 사항은 더 높습니다.
강구조 건물 설계의 복잡성과 정교함 요구 사항이 높을수록 상세 설계에 대한 요구 사항도 높아집니다. 디테일한 디자인이 장소의 최종 인지 여부와 품질을 결정하기 때문이다. 현대 철골구조 건물에서는 다양한 금속 구조봉과 금속봉을 연결하는 노드의 디테일이 노출되는 경우가 많아 건물에 기술적인 느낌이 강하다. 예를 들어 프랑스 파리의 퐁피두 예술 문화 센터는 1977. , 강철 기둥, 강철 빔, 트러스 및 기타 구조 구성 요소가 모두 노출되어 기술적 아름다움을 반영할 뿐만 아니라 사람들의 지혜와 능력도 반영합니다. 따라서 철골 구조 건물은 세부 품질에 대한 높은 설계 요구 사항을 유지하는 것이 매우 중요하며 철 구조 건물에 특별한 주의를 기울여야 합니다.
(3) 건축 계획은 철골 구조 건물의 설계와 성능에 영향을 미치는 요소이기도 합니다.
철골 구조 건물 설계는 건축 설계의 일반적인 속성을 갖고 있기 때문에 건축가는 설계를 하지 않습니다. 소유자가 원하는 대로 설계 개요는 건축가의 계획과 설계 개념에서 중요한 역할을 합니다.
클라이언트는 디자이너에게 더 나은 성과를 기대하며 디자이너와 마케팅 전문가 모두 최종 제품 결정 과정에서 의사 결정에 보다 효율적으로 참여할 수 있기를 바랍니다. 이 단계에서 건설 프로젝트는 전문 설계자, 시장 전문가 및 개발자 간의 전반적인 설계와 조정을 강조합니다. 설계 프로세스에는 정보와 지식의 지속적인 교환과 통합이 포함됩니다. 또한 철골구조 건물의 전문화는 풍부한 설계 지식을 제공할 수 있을 뿐만 아니라 건물을 담당할 설계 자원과 시장 전문가를 효과적으로 통합하여 설계와 건축주의 사업 의도를 효과적으로 결합시킬 수 있으며, 프로젝트의 수익성을 높이고 위험을 줄입니다.
IV. 현대 강철 구조물의 건축 설계가 직면한 문제
(1) 강철 구조물의 건축 설계에서 화재 방지 문제
화재는 심각한 위협입니다. 강철 구조물 건물의 가장 큰 위험은 강철이 불연성 재료임에도 불구하고 온도가 400도가 되면 강철의 항복 강도가 상온 강도의 절반으로 떨어진다는 것입니다. 온도가 600도에 도달하면 강철은 기본적으로 모든 강도와 강성을 잃습니다. 따라서 건물이 화재 예방 조치 없이 강철 구조물을 사용하면 화재 발생 시 건물이 손상되기 쉽습니다. 미국의 세계 무역 센터 건물은 은색 알루미늄 판으로 덮인 강철 기둥이 촘촘하게 배열되어 있는데, 그 중 두 개는 미국에서 발생한 911 사건에 사용되었습니다. 무너질 건물. 철구조물 건물화재 사례에서는 두 가지 유형의 현상을 발견할 수 있는데, 하나는 방화구조를 갖춘 철구조물이 규정된 내화시간에 도달하지 못하고 화재로 인해 파괴된 것이다. 화재 시 예상되는 내화성은 손상되지 않은 시간입니다. 건물의 구조적 화재 예방 문제는 일반적으로 철근 콘크리트 구조물에서 해결하기 쉽지만 강철 구조물 건물에서는 더 많은 요소를 고려해야 합니다. 다음은 일반적으로 사용되는 두 가지 화재 예방 조치입니다. 첫째, 수입된 새로운 내화 보드-보안 보드를 사용합니다. 두 번째는 강철 구조물의 부위에 따라 두껍거나 얇은 난연성 코팅을 사용하고 노출된 부분에 장식용 페인트를 추가하는 것입니다.
(2) 철 구조물 건축 설계의 부식 방지 문제
강철이 옥외에 장기간 노출되어 바람, 비 및 기타 자연적인 힘에 의해 부식되면 필연적으로 녹이 슬고 노후화되며, 자체 지지력도 감소하게 되며, 감소하면 건물의 미관에도 영향을 미치게 됩니다. 따라서 부식 방지 문제는 철골 구조 건물 설계에서 해결해야 할 일반적인 문제이기도 합니다. 현재 접근 방식은 주로 새로운 부식 방지 및 구조 재료를 사용하는 것입니다. 실제 건축 설계에서 설계자는 철골 구조 건물을 접할 때 페인트 범주에 속하는 방청 코팅 및 난연성 코팅을 적용하는 등 자신이 설계하는 건물에 대한 특별한 요구 사항을 가지고 있습니다. 난연성 코팅의 일반적인 관행은 먼저 적색 납 방청 프라이머를 두 번 적용한 다음 강철 구조 상도를 두 번 적용하는 것입니다(상도의 색상은 당사자 A에 의해 결정됩니다). 또한, 강철 구조물 건물의 강철 구조물 구성 요소에 대한 특정 요구 사항이 있습니다. 예를 들어, 강철 구조물을 설치하고 조정한 후 구성 요소를 빨간색 납 방청 프라이머로 칠해야 합니다. , 청소한 후 프라이머 1겹과 탑코트 2겹으로 칠해야 합니다. 그러나 다양한 종류의 부식 방지 코팅이 있지만 더 효과적인 부식 방지 코팅은 여전히 해외에서 수입해야 합니다. 중국의 종합적인 국력이 증가함에 따라 중국은 더 나은 새로운 부식 방지 코팅을 생산할 것이라고 생각합니다.
(3) 강철 구조물의 건축 물리학 문제
(1) 단열. 외부 환경에서 건물로 전달되는 열 복사는 주로 두 가지 측면에서 건물의 열 환경에 영향을 미칩니다. 첫째, 창문을 통해 실내로 들어오고 실내 표면에 흡수되어 난방 효과가 발생합니다. 건물 외부 외피의 표면, 열의 일부는 건물 외피의 열 전도를 통해 점차적으로 실내로 들어갑니다. 유리는 햇빛을 실내로 직접 비추고 실내 온도를 빠르게 올릴 수 있기 때문에 특히 새로운 유리 재료의 지속적인 출현으로 유리의 열 성능이 점차 향상되었으며 건물 조명과 건물 단열 사이의 모순이 점점 희석되었습니다. , 그리고 "차단"으로 균형을 이루는 "차단". 따라서 건물의 단열 대책은 주로 외부 외피 구조에 초점을 맞추고 있으며 현재 이 문제에 대한 두 가지 더 효과적인 해결책이 있습니다.
1) 열 환경 성능을 향상시키기 위해 단열재의 구조를 개발 및 최적화합니다. 건물의. 예를 들어, 건물의 내부 및 외부 표면이나 외부 구조물의 공기층에 고효율 반사 재료를 사용하면 대부분의 적외선을 반사할 수 있으므로 건물은 보온 및 단열 역할을 합니다. 또한, 고효율 에너지 절약형 유리는 새로운 유형의 에너지 절약형 벽 재료인 실리콘 에어로젤을 사용하여 에너지 절약 목적을 달성할 수 있습니다.
2) 외부단열과 중간단열로 인한 단열재의 결로를 방지합니다. 증기의 침투 및 축적으로 인해 단열재가 습기에 젖는 것을 방지할 수 있습니다. 내부 단열이란 겨울에 단열재가 습기에 젖을 수 있다는 뜻이고, 외부 단열이란 주 하중을 지탱하는 구조물이 실외 온도의 급격한 변동에 영향을 받는 것을 방지하여 내구성을 향상시키는 것을 의미합니다.
외부 단열 방식은 외부 표면에 더 높은 보호층이 필요하며, 내부 단열과 중간층 단열은 외부 표면이 고강도의 치밀한 재료로 만들어지기 때문에 외장층의 가공이 비교적 간단합니다.
(2) 흡음. 일부 건물 홀, 특히 콘서트 홀에서는 천장 반사판에 의해 추가된 반사 사운드가 거의 동시에 청취자의 귀에 도달하므로 측면 반사에 의해 전달되는 서라운드 느낌이 부족합니다. 이러한 유형의 건물을 설계할 때는 흡음 성능, 장식 특성, 강도, 방화, 흡습, 가공 및 기타 측면을 포함하여 재료 사용을 종합적으로 고려해야 합니다. 현재 음질 설계 및 소음 제어에 널리 사용되는 솔루션은 흡음재와 흡음 구조물입니다.
1) 흡음재 : 소재 자체가 흡음성을 갖고 있습니다. 유리솜, 암면과 같은 섬유나 다공성 재료는 공기의 점성 저항과 공기 분자와 기공 벽 사이의 마찰로 인해 소리 에너지가 마찰열 에너지로 변환되어 소리를 흡수하는 특성이 좋습니다.
2) 흡음구조 : 소재 자체가 흡음성을 가질 필요는 없으나, 소재를 일정한 구조로 만들어 흡음효과를 발생시킨다. 천공된 석고 보드 천장과 같은.
(3) 방음. 소음은 건물과 분리될 수 없으며, 소음 공해의 예방 및 처리는 건축 음향학의 중요한 부분이 되었습니다. 소음 계획 및 소음 제어와 같은 이론도 점차 진화했습니다. 사람이 들을 수 있는 소리는 음향환경의 범주에 속합니다. 사람들은 대화, 새소리, 음악, 샘물, 노래 등을 들을 수 있지만 소음, 으르렁거리는 기계, 으르렁거리는 차량 및 기타 소음도 들을 수 있습니다. 그러나 녹음 스튜디오, 스튜디오, 호텔 객실, 주거용 침실 및 기타 건물과 같이 소음 및 진동 차단에 대한 요구 사항이 매우 높고 특수 음향 설계가 필요한 곳은 주로 조용한 요구 사항이 있는 공간입니다. 사람들은 호텔, 공공 건물, 주거용 건물에 대한 조용한 요구 사항에 점점 더 많은 관심을 기울이고 있습니다. 그리고 차음 효과를 향상시키기 위해 가능한 한 음원에 가까이 다가가십시오. 일반적으로 차음실의 외벽은 벽돌, 콘크리트, 석고보드벽 등 차음성능이 좋은 자재나 구조물로 만들어지며, 전망부분에는 차음창이 사용되고, 방음문이나 흡음미로 등이 사용된다. 출입구 부분에 사용됩니다.
V. 결론
이 기사의 위 논의에서 다음 세 가지 의견과 결론을 도출할 수 있습니다.
(1) 철골 구조 건물의 설계 다양한 특정 조건을 기반으로 해야 하며 다양한 측면에 따라 강조점이 달라집니다. 좋은 건축 디자인은 이미지 개념과 구조적 개념의 통합을 달성해야 합니다.
(2) 철골 구조 건물의 기술적 내용은 구조 자체가 건축적 표현인 경우가 많습니다. 철 구조의 성능과 장인정신은 이미지 개념을 구현하는 데 필요한 수단일 뿐만 아니라 이는 건축 이미지에도 매우 중요한 영향을 미친다. 이는 구조적 개념이 이미지 개념의 성공에 중요한 요소임을 결정한다.
(3) 과학 기술의 발전과 미학적 변화로 인해 철골 구조 건물은 필연적으로 고유한 표현 어휘를 확장하고 발전을 모색하게 될 것입니다. 우리가 옹호하는 것은 스타일의 요소를 제쳐두고 구조적 합리주의에서 시작하여 많은 현대 및 전통 스타일 학교의 본질을 흡수하고 기술과 예술이 유기적으로 통합된 고품질 철골 구조 건물을 만드는 것입니다.
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