China Steel Construction Society

我们项目位于山西省太原市，深挖当地的历史文化背景，发现当地民居主要以北方传统木结构为主，建筑风格融合了晋派建筑和京派建筑的特点。因此在进行建筑设计时我们考虑该建筑的整体风格应与当地已有建筑相适应。而对于结构设计，传统结构通常采用砖木组合结构，存在木材用量大，施工周期长，维护成本高等问题。因此，在进行结构设计时，应该以实现环境可持续性、空间利用高效性、施工便利性为核心，最终实现传统韵味与现代科技的有机融合。

在平面设计时，主要遵循优化空间利用率，满足多功能性能需求的思想；在立面设计时，我们注重钢木材料的搭配，并将传统建筑元素融入建筑设计，特别是在维护结构中，我们采用轻钢龙骨外挂墙板，以及采用仿古铝合金门窗；而对于建筑节能设计，我们采用了绿色环保材料并最大化自然采光率。从而兼顾了结构的功能性，建筑的美观性和节能环保的概念。

相较于传统的砖木组合结构，我们采用的钢木组合结构具有以下的显著优势：第一，减少了木材的用量，降低建造成本；第二，建筑多采用装配式构件，缩短了施工周期；第三，构件经过防腐防锈处理，能够使结构耐久性得到显著提高；第四，所采用的建筑材料均可回收利用，绿色环保和可持续性的特色突出。

我们的方案主要包含以下三个方面的创新，首先是关于结构体系的创新，我们采用钢木组合结构代替传统的砖木组合结构，提升了结构性能，降低了工程造价。其次，是关于材料和构造方面的创新，通过应用塑木，铝制瓦片等环保材料和装配式构造节点，有效提升施工效率。最后，是施工技术方面的创新，通过采用BIM软件对施工全过程进行精细化模拟，极大地提升了施工的精度，方便进行科学的施工组织。

建筑为两层轻钢结构，长宽高分别为31.8，12.8，12.3m。

首先我们基于最简单的框架结构，对结构方案进行设计。由于建筑设计和结构功能已经确定，在制定方案时，仅将次梁的布置方向，以及二层阳台是否悬挑作为变量，组合得到四个方案。通过计算，在满足结构安全性的前提下，方案三的用钢量最低。

因此，我们以方案三为基础，试图通过增加柱间支撑的方式提高结构的抗侧刚度，以减小梁和柱的截面尺寸，从而达到更轻的结构设计。这里通过支撑布置的不同，同样形成四个方案。

通过计算，方案一的用钢量最小。因此，框架支撑结构中方案一可以作为最优设计方案。