2023年度高等学校钢结构创新竞赛获奖作品展示

2023年高校钢结构创新大赛

获奖作品展示

第十三期：大赛三等奖（5）

获奖作品名称

绿·方舟图书馆

参与学校

东北林业大学

参赛学生

关亚琳、袁爽、李旭、王子琳、关启洲、张妼涵、赵辰浩、郑明杰

导师

张秀华

建筑设计

该图书馆位于陕西省西安市长安区陕西师范大学，抗震设防烈度为8度。 大学图书馆设计共八层，每层高4.5m，采用钢框架结构体系，占地面积5433m²，建筑面积42477m²，轴网8.4m ×8.4m。

图1 架构师视角

平面功能分为三部分：从东到西分别是阅读功能空间和中庭空间。 西侧为藏书空间和主要辅助功能用房。 顶层采用中空玻璃设计，并设有屋顶空中花园。 中层设有咖啡厅、自习室、阅览室。 首层中庭景观保留了原有植被，底层休闲区模糊了底层空间与外部空间的界限，营造出轻松舒适的空间氛围。

图2 建筑物俯视图

图3 地板分解图

结构设计

图4 钢架单元

第1-4层薄壁方钢管为450×450×14×14，第6-8层为350×350×12×12。 柱的横截面在整个高度上改变一次，以节省钢材。 主、副梁采用H型钢，型号分别为HN550×200和HN400×150，钢材均采用Q345D。

图5 梁柱节点图

梁柱节点选择穿板连接节点。 这种连接方式装配性能好，施工过程比较环保，具有良好的能耗能力，抗震性能也比较可靠。

楼板采用钢桁架楼承板。 在该楼板系统中，压型钢板的存在增加了楼板的刚度，从而提高了楼板下方混凝土的受力性能，因此楼板的整体性能会更加优越。

新能源主要采用光伏板和地源热泵的组合。 建筑光伏板面积396平方米，年发电量99,792千瓦时。

围护结构采用Low-E镀膜真空玻璃，有效让冬季太阳波段的辐射进入室内，防止室内热能向外泄漏，节省冬季采暖费用。 采用双面草板贴面复合墙体。 双面草板对型钢框架起到了很好的约束作用。 因此，这种墙体具有较高的轴压性能、抗剪承载力和侧向刚度，并具有较高的抗震能力。 也是比较优越的。

采用PKPM计算机计算，结构的抗震分析、变形、抗倾覆及稳定性验算均满足规范要求，结构安全。

架构优势

该建筑综合造价为每平方米343.65元，最大藏书量达370万册。

建筑的整体优势可概括为以下四个方面：

设计以人为本：为学生提供休闲、阅读、交流的场所。

节能：使用光伏板和地热热泵来减少对基本公用能源的依赖。

装配：梁柱节点和楼板易于标准化和定型。

材料效率：使用稻草板和石材等可持续材料实现了材料效率。

该建筑具有良好的结构稳定性和抗震性能。 整个建筑以平和、简约、开放的形式向校园展开，力图营造一个集学习研究、知识创新、休闲体验于一体、充满活力的图书馆空间。 学生可以放松并学习沟通。 打开书看文字，合上书看风景。

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