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三等奖(7)| 中国钢结构协会高等学校钢结构创新竞赛 2024 “津西杯”新民居设计决赛获奖作品
2025-07-311


中国钢结构协会

China Steel Construction Society

2024年度高等学校钢结构创新竞赛

获奖作品展示



(7)

1

获奖作品名称

青山隐钢结构新民居设计

2

参赛学校  

华北理工大学

3

参赛学生

崔梓烽、杨超华、陈骏逸、李伟涛、梁智超、张洋、贾晓锐、谷帅鹏、陈思泽

4

指导教师

王宁、宋磊、朱丽、韩流涛



一、建筑方案

青山隐钢结构新民居设计选址于唐山市,通过从区位分析、现实需求等前期调研,探索钢结构在民居设计应用前景。

方案效果图

在整体设计采用北方民居三进院形式。通过抽象推演云雷纹获得原始一层平面图,在深化过程中结合河南省三门峡传统地坑院特点,中开大天井,并尝试融合了园林环廊元素,让设计既承托古韵,又别出心裁。

地上为生活区,地下为运动休闲区。地上一层三进院,分别对应餐饮、起居、会客等功能,二层空中花园,让居住者亲近自然。地上三层为主卧,打破北方传统民居的空间尺度,突出主要地位。

剖面地下设计是本方案的一大亮点,借鉴传统地坑院智慧,高效利用地下空间,探索空间的更多使用可能。

地下剖面设计效果图

绿建理念融入设计细节,光能上,采用可开合光伏发电板,发挥聚能优势;通风上,环廊和天井的利用,做到“室内室外可通透,地上地下可循环。”集水上,中央天井系统发挥集水功能,通过管道设计将雨水回收利用。

绿色建筑应用分析图

空间利用考虑不同需求。运动空间区分:地上环廊供老年人散步,地下泳池房和运动活动室供年轻人游泳、健身使用。灰空间设计,注重对地下一层天井灰空间及其辐射部分进行了集中利用。

青山隐,寓意“隐于青山内,苍茫云海间”,让“心灵隐居绿水青山”。



二、结构方案

1

结构设计

主体采用钢框结构,地下一层,地上三层。建筑尺寸为20m×20m(长宽),总高10.6m。框架柱为箱型柱,框架梁为“H”型钢梁,钢材等级 Q235,楼板为压型钢板。

2

结构性能分析

各项指标满足要求,如结构总质量、侧向刚度、楼层承载力等。在地震作用下,楼层层间位移、结构扭转效应等也都符合规范。

3

安全性分析

对房屋顶层结构进行抗火安全性分析,构件在火灾下承载力降低约 57%,梁柱节点处有局部滑移现象,采取涂覆防火涂料和高强螺栓连接等措施。随后进行了抗震性能构造措施分析、顶层结构梁柱节点弹塑性分析以及框架结构体系振型分析。

荷载位移曲线图

塑性变形图



三、围护部分

1

围护体系构造

围护构造包括外墙、屋顶、门窗、隔墙等。根据不同墙体功能采用不同绿色经济构造材料。

2

材料说明

采用多种材料,如可开合光伏发电板、木塑板、真空隔音板等。



四、创新部分

1

设计理念创新

地下一层借鉴“地坑院”设计,中央大天井巧妙利用,围护构造层次合理,灰空间安排高效。

2

结构节点创新

“三连接”钢节点设计,采用焊短梁、翼缘焊、腹板栓等抗震构造措施,增强抗震性能。

3

抗火分析创新

利用火灾受害模拟,结合热-力作用耦合效应预测钢结构在高温下受力特性。




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