2023年度高等学校钢结构创新竞赛获奖作品展示（5）

2023年高校钢结构创新大赛

获奖作品展示

第八期：大赛二等奖（5）

获奖作品名称

“对话城市”——西海子图书馆钢结构设计

参与学校

太原理工大学

参赛学生

兰舒、颜晨雷、姚雅琪、李文达、乔金瑞、薛浩天

导师

邱斌、雷泽信、程鑫、李天娥、雷洪刚

我校参赛作品名称为：《对话城市》——西海子图书馆钢结构设计。 该遗址位于山西省太原市杏花岭区西海子西岸。

建筑效果图

建筑设计主要体现在以下四个方面：

首先，在建筑形式上，按照功能划分形成内外两个区块。 通过两者之间的体量和对位关系，隐喻山西古建筑元素——凌霄双塔，凝聚着当地的文化符号。

其次，在视线引导、空间布局和材料运用上，通过南北两个分隔的体量为空间定义了一条东西向的视线轴，形成了从水景到街景的景观廊道； 透过大跨度的空间玻璃洞口，大厅内，西海子与城市道路古今相对，互相框定。 体现了人与景之间亲密而友好的对话。

第三，提出合理流畅的流线和空间共享改造两大策略。 空间根据采光、隔音和功能要求进行分散和组合，实现不同用户和交通流线的有序组织。

第四，设计注重社区各群体尤其是青少年、老年人和特殊群体的需求，人文关怀在设计中体现。

本设计正是基于以上四个方面来顺应“对话城市”的理念。 从与历史对话、与自然对话、与空间对话、与人对话四个层面，设计一个面向社区、服务大众、与大众互动的精神空间，播下传承的学术种子。历史、融合自然、展示文化。 。

采用Midas和Abaqus有限元软件对结构进行设计和分析，结果表明结构满足应力和变形要求。

整体模型有限元图

图书馆采用纯钢体系和钢管混凝土组合柱体系建模。 库主体采用Q355B型钢，栅格采用Q235B型钢。 通过分析，整体模型满足强度和变形要求。 纯钢系统总用钢量1339t，每平方米用钢量70.8kg； 钢混凝土体系总用钢量1126t，每平方米用钢量59.5kg。 经过比较，钢混凝土体系用钢量少，有利于结构防火。 从这个角度出发，选择了钢混凝土体系； 从纯粹预制的角度来看，选择了纯钢框架结构。

基于“与历史对话”的设计理念，受榫卯连接特点的启发，我们团队设计了一种新型预制梁柱连接节点。 采用高强度摩擦式剪力螺栓将两个平行平面用全螺栓连接，解决了楼板不平整的问题。 试验研究和有限元分析结果表明，该节点具有良好的承载能力和抗震性能。

梁柱节点示意图

团队本着“与自然对话”的设计理念，结合山西当地特色，采用了以煤矸石为原料制成的预制墙板，绿色环保。 同时，开发了可拆卸的内墙板连接节点，使内墙板可以灵活布置，从而实现空间的轻松改造和分割。

可拆卸墙板节点示意图

该团队参赛作品的创新点如下：

1、新型预制连接节点实现创新、预制、可行性三位一体，实现与文化的融合、与历史的对话。

2、煤矸石墙板的应用实现了废物利用、节能环保，体现了与自然的对话。

3、通过新型预制墙板连接节点，可以方便地对空间进行改造和划分，成功实现与空间的对话。

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