由于輕鋼結(jié)構(gòu)自身所具備的特殊性,使其在設(shè)計(jì)理念上也與一般建筑結(jié)構(gòu)有所不同,輕鋼結(jié)構(gòu)建筑的設(shè)計(jì)理念具體體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面上:
1.1 一體化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)理念
大部分傳統(tǒng)鋼結(jié)構(gòu)建筑在進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí),一般遵循的都是先建筑設(shè)計(jì)再結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的理念,而輕鋼結(jié)構(gòu)建筑因其自身材質(zhì)的特殊性以及相關(guān)設(shè)計(jì)軟件的先進(jìn)性,使得整個(gè)輕鋼結(jié)構(gòu)建筑設(shè)計(jì)程序?qū)崿F(xiàn)了一體化的設(shè)計(jì),簡(jiǎn)而言之,就是建筑設(shè)計(jì)與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)能夠在同一時(shí)間內(nèi)完。
1.2 主體與圍護(hù)結(jié)構(gòu)的一體化設(shè)計(jì)理念
目前,國(guó)內(nèi)的輕鋼結(jié)構(gòu)建筑通常都是主體結(jié)構(gòu)與圍護(hù)結(jié)構(gòu)分開(kāi)設(shè)計(jì),而合理的做法應(yīng)當(dāng)是兩者一并設(shè)計(jì),即主體與圍護(hù)結(jié)構(gòu)的一體化設(shè)計(jì),為進(jìn)一步確保輕鋼結(jié)構(gòu)建筑整體安裝施工的精確度,若是在柱與柱之間加裝輕質(zhì)墻板,則應(yīng)當(dāng)執(zhí)行建筑模數(shù)制[3]。
1.3 截面優(yōu)化設(shè)計(jì)理念
在進(jìn)行輕鋼結(jié)構(gòu)建筑設(shè)計(jì)的過(guò)程中,減少鋼材的用量是設(shè)計(jì)的主要任務(wù)之一,但這樣一來(lái)便容易造成結(jié)構(gòu)分析與構(gòu)件計(jì)算復(fù)雜化。通常情況下,在門(mén)式鋼架中,常規(guī)的做法是采用輕型焊接變截面工形柱與分段變截面工形梁再借助腹板屈曲后達(dá)到的強(qiáng)度來(lái)實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)。輕鋼結(jié)構(gòu)建筑截面優(yōu)化的常用方法有最優(yōu)化理論、窮舉法等等。
1.4 建筑表現(xiàn)理念
輕鋼結(jié)構(gòu)建筑的表現(xiàn)設(shè)計(jì)理念可歸納為以下幾個(gè)方面:其一,建筑整體規(guī)模,大跨度的輕鋼結(jié)構(gòu)建筑具有恢宏磅礴的氣勢(shì),這是普通建筑不具備的;其二,線條。輕鋼結(jié)構(gòu)建筑中,一般都是使用大量的屋面采光板進(jìn)行采光,有效地減少了墻面窗口的數(shù)量,既能確保建筑采光良好,又能保證墻板線條的流暢性,從而形成獨(dú)特的建筑風(fēng)格;其三,色彩。金屬壓型鋼板具有非常豐富的色彩,這使得輕鋼結(jié)構(gòu)建筑在色彩的表現(xiàn)上別具一格,色彩的多樣性也為建筑師進(jìn)行設(shè)計(jì)預(yù)留出了一定的想象空間,避免了色彩單調(diào)、雷同的情況發(fā)生。
2 輕鋼結(jié)構(gòu)建筑優(yōu)點(diǎn)
2.1 施工周期短
對(duì)于輕鋼結(jié)構(gòu)而言,其大部分構(gòu)件基本能上都在工廠內(nèi)制作完成,而在施工現(xiàn)場(chǎng)只需要進(jìn)行簡(jiǎn)單的拼接安裝即可,一些規(guī)模中等的工業(yè)廠房整個(gè)施工周期大概只要45-60d左右便可完成,如果采用鋼混結(jié)構(gòu)最低也需要8個(gè)月左右才能竣工。兩者相比之下,輕鋼結(jié)構(gòu)在工期上的優(yōu)勢(shì)非常明顯。
2.2 性價(jià)比較高
因?yàn)檩p鋼結(jié)構(gòu)建設(shè)工期較短,所以能夠提前投入使用,這樣一來(lái)便可以更早的獲得投資效益,若是使用彩色壓型鋼板還能顯著改善周邊環(huán)境的動(dòng)態(tài)感,而且結(jié)構(gòu)本身的自重較輕,耐久性也非常高。根據(jù)目前我國(guó)建材市場(chǎng)的價(jià)格,輕鋼結(jié)構(gòu)的整體造價(jià)要比鋼混結(jié)構(gòu)低很多,同時(shí)結(jié)構(gòu)的跨度越大其優(yōu)勢(shì)也就越明顯。
2.3 環(huán)保性良好
鋼結(jié)構(gòu)建筑又被稱之為綠色建筑,在國(guó)外這種結(jié)構(gòu)形式的建筑非常廣泛,與混凝土結(jié)構(gòu)相比,其在環(huán)保方面具有如下優(yōu)勢(shì):其一,可以采用干法進(jìn)行施工,節(jié)水效果明顯,并且施工占地面積較小,基本無(wú)噪音和粉塵等污染;其二,由于輕鋼結(jié)構(gòu)本身的自重較輕,因而地基基礎(chǔ)不需要太深,這在一定程度上減少了取土量,對(duì)土地資源的破壞比較輕微;其三,因該結(jié)構(gòu)本身是以輕型鋼材為主,這樣一來(lái)減少了混凝土和磚砌體的用量,當(dāng)結(jié)構(gòu)達(dá)到使用壽命拆除時(shí),也不會(huì)產(chǎn)生太多的固體廢棄物,鋼材還能回收再利用,環(huán)保效果十分明顯。
2.4 抗震性較高
鋼結(jié)構(gòu)本身屬于柔性結(jié)構(gòu)的一種,加之輕鋼結(jié)構(gòu)的自重較輕,所以能夠有效地降低地震等災(zāi)害對(duì)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的影響,它的抗震性要比普通混凝土結(jié)構(gòu)高很多。雖然輕鋼結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)較多,但是其也存在一定的缺陷,如耐腐蝕性不高、耐火性較差等,這與鋼材本身的特性有關(guān),所以對(duì)這兩方面要求比較嚴(yán)格的建筑類型不適用于輕鋼結(jié)構(gòu),一旦采用輕鋼結(jié)構(gòu),必須進(jìn)行防腐蝕和防火處理,這樣一來(lái)會(huì)提高成本。