钢结构建筑构件连接构造技术的分析研究.pdf

Study on Structural Technology for the Component Connection of Steel Structure Architecture A Thesis Submitted to Chongqing University in Partial Fulfillment of the Requirement for the Degree of Master of Engineering by Xie Yi Supervisor:Associate Professor Xiong Hongjunof. XiongHonMajor: Science of Architectural Technology College of Architecture and Urban Planningof Chongqing University , Chongqing, China April, 2008 中文摘要 I 摘要钢材是一种既古老又现代的材料,铁的产生已经有三千多年的历史,但具有结构意义的钢铁建筑的出现却只是近200多年来的事情,钢结构建筑形式的出现, 表现出了巨大的结构优越性,获得了迅速的应用和发展,其技术理论、配套体系也日臻成熟与完善。今天,在结构理论获得计算机帮助而取得突破的情况下,钢结构建筑设计的追求目标已不再仅仅是结构的宏伟与革新,而是将钢材作为一种表现元素与造型设计相结合,体现出一种忠实于材料与结构逻辑的理性造型艺术。钢结构建筑工业化、装配式的建造特点为钢结构建筑的设计带来了大量的构件连接和节点设计问题,对钢结构建筑构件连接技术的研究成了钢结构建筑技术研究的重要课题之一。本论文的研究从建筑学的专业视角出发,以材料学、力学、美学、建构理论和建筑构造原理等理论为基础,采用理论研究与实证研究相结合、以实证研究为主的研究方法,对钢结构建筑构件的材料表现、连接方式和形态表达进行了研究, 探索现代钢结构建筑的设计理念与设计方法。文章分为三个部分: 第一部分为背景和理论研究部分,包括第一章和第二章。第一章论述了论文研究的背景、目的、方法和基本框架;第二章对论文研究的相关概念进行了界定, 对研究的理论基础进行了阐释,对钢结构建筑技术在国内外的应用和发展情况进行了总结并作了批判性的反思,提出了从材料、连接和形态三个主要方面对钢结构建筑构件连接技术进行研究的论文思路。第二部分为本体研究部分,包括第三章、第四章和第五章。第三章对钢材以及与之配合使用的几种常用材料:混凝土、玻璃和木材等从材料的物理性质、建筑表现及在钢结构建筑中的应用展开论述,侧重从材料的建筑表现方面来理解和认识材料;第四章以实证研究的方法,从解析构件连接的结构逻辑和建造逻辑两方面的关系入手,对构件连接的技术手段、连接方法和构造形式进行了分类的论述,总结提炼了钢结构建筑中钢构件的连接以及钢与混凝土、玻璃、木材等材料构件连接的技术方法;第五章对钢结构建筑构件及其连接节点的形态表达进行了研究,得出了构件连接形态生成的几条思路:对构件传力的表达、对建筑主题的回应、对建造工艺的表现,最后,从钢结构建筑体系与传统木构建筑体系的对比分析中,得出“线的构成”是钢结构建筑与木结构建筑共同的形态特征和从传统中来的构件连接设计思路。重庆大学硕士学位论文 II 第三部分为结论部分,该部分在总结全文的基础上,提出了钢结构建筑构件连接构造设计和研究的基本内容、主要制约因素、有效的思维方法和形态生成手法。关键词:钢结构建筑,构件,材料,连接,形态英文摘要 III ABSTRACT Steel is a kind of material both ancient and modern. It has more than 3000 years after iron was born, but it is only 200 years sincesteel has been used in architectural structure. Because it has huge superiority in structure, the form of steel structure architecture has been used quickly and developed, as well as its technology theory and backup system are being perfected. Today, design aims of steel structure architecture is not only to obtain magnifi