廣西金固建筑加固工程公司認為在相當一部分的鋼結構建筑中,加固結構對于構件形式與尺寸的要求并不十分苛刻,這就給構件與連接設計帶來相當大的設計余地。建筑師對于構件形式與尺寸的選擇與連接設計或者說連接形式息息相關。對國內(nèi)設計師而言,實際情況常常是有限的型鋼選擇與為數(shù)不多的成型連接構件,所以設計方法就顯得尤為重要,即使這些方法或手段常常帶有純粹表現(xiàn)的色彩。
1. 分解 分解的對象是結構概念中抽象的單一構件,在實際連接中常表現(xiàn)為構件數(shù)量的分解或截面形式的分解。這一手法在包括了鋼結構的桿件體系的連接設計中頗為常見,如懸掛結構中的受壓桿常分解成幾根桿的組合;柱子常分解為束柱等等。這些分解有的是出于結構受力的需要,有的僅僅是為了在構件中制造間隙,方便連接。復雜節(jié)點采用分解設計有利于提煉出連接的基本形式,從而達到簡化連接概念,整合節(jié)點設計的目的。
位于美國休斯敦名為畫廊的鋼結構屋頂連接設計中,大量運用了分解的概念,巧妙地將多層的屋頂結構與遮陽系統(tǒng)結合起來。首先是由工字鋼組成的網(wǎng)格狀遮陽結構,天窗結構懸掛在遮陽結構之下。由于受拉構件更符合鋼材力學性質(zhì)而尺寸較小,因此懸掛的拉桿沒有分解,而鋼梁受力較為復雜(受彎、剪),故尺寸較大且由一根分解作兩根。整個屋頂設計邏輯清晰,與屋頂功能上的分層概念相得益彰。
2. 轉化 截面形式的考量與尺寸的轉化也是連接設計的主要問題。轉化的目的是為了縮小構件截面,方便連接設計。構件截面一般可分為兩大類:管狀類截面(如圓鋼管)及非管狀類截面(如工字鋼)。前者之間的連接往往需要縮小截面,如網(wǎng)架球節(jié)點處的縮小了的實心鋼管。后者之間的連接通常對構件做簡化處理,如去掉寬翼,只保留型鋼的高度部分,而且常與分解設計相結合。除了改變構件截面形狀外,沿垂直于構件軸線的面將構件切斷后,再設計新的節(jié)點去連接也是經(jīng)常使用的方法。如前面討論過的美秀博物館屋頂構架節(jié)點中,鋼管截面的轉化不僅帶來連接的便利,也使得節(jié)點設計的靈活性得以體現(xiàn),在表達傳力的同時,利用雕塑似的造型設計將力的流動視覺化、藝術化。
3. 整合 整合加固設計立足于減少構件種類及數(shù)量,簡化連接方式,強調(diào)結構形式方面的整體性,使得這類設計作品往往具有優(yōu)雅的形象。這種方法有兩個前提:各節(jié)點受力方式相同。加固結構構件截面形狀類似、尺度近似。受力方式相同保證了選擇相似截面的科學性,截面形式相似、尺度近似則保證了視覺的整體性。