这些专业人员需要大量参考材料。而事实上,根据另一项调查,许多对金属建筑系统无经验的建筑师、合同承包商及业主都在寻找关于金属建筑系统的工程特点、能源的有效利用以及对规范符合的程度方面的资料。不幸的是,在有关学校的教科书中忽视了这种建筑形式,认为它们明显属于制造商的工作范围。制造商及他们的贸易协会的确给出了产品指南,颁布了行业的标准规范,并传播了大量该行业的知识。这些读物对业内人员以及那些对关键事物有所了解的,同时有时间和耐心去翻看大量的装满各个企业介绍、产品名称及专业术语文件夹的业外人员来说是有用的。而对我们中的其余人来说,所有的金属建筑供应商在本质上是一致的,他们将尽可能避免我们的介入和要求以及业主任何强加的标准。
然而,与其余建筑形式一样,金属建筑有可能被很粗糙地表现、拟定技术条件、设计并安装。其结果也许会导致结构的过度变形、面漆的开裂,以及由于建筑的震动、过度的积雪和飓风所导致的破坏。甚至由于供应商对金属建筑的不了解而导致这种建筑的优势在设计中被误解,除非拟定技术条件者知道如何提出问题。通常,制造商所提出的自认为是无可挑剔的项目报价书也许会在金属建筑对其自身更严格的要求下落选。这种要求不包括价格以及与同行的比较。
本书是由一位不与任何一个供应商、代理商或它们的贸易团体有联系的有经验的结构工程师所著。因此他能对这一行业的优点、缺点及存在着的巨大潜能进行公正的、客观的全面评价。
本书最主要的目的是向建筑师、工程师、建筑规范拟定者、设备经理以及房管人员提供足够的信息,使得他们在设计和评估过程中作出明智的决定。本书包含足够的数据,可帮助专业设计人员完成从可行性研究到准备建设文件的诸项工作,本书同样被证明对那些有意从事金属建筑的承包商有益。
本书在编排上以章节的形式阐述了金属建筑系统设计的各个方面的内容。尽管一些章节并未涉及到结构工程师所着重探讨的技术问题,但所有的一切都是为了使本书保持一种可读性。
除了一些解释和参考数据,本书中还有大量的方法可用以避免对这些表面上简单的结构制订规范时产生失误。许多有用的方法是从那些由设计者所造成的尴尬教训甚至诉讼中总结出来的。希望读者也能从这些错误中获得知识,并做好加入这个非凡行业成功者的队伍中去的准备。
金属建筑的独特性质依赖于制造商提供的信息和说明,作者由衷地希望大家对本书中的资料给予足够的信任。同时衷心感谢为本书的出版做出贡献的人。作者特别要感谢在Maguire集团公司的同事和朋友,是他们的鼓励和帮助使作者完成了这本书的编写工作。
Alexander Newman亚历山大·纽曼
前言Ⅳ
第1章金属建筑系统——昨天和今天1
1.1金属结构的起源1
1.2金属建筑系统4
1.3相关统计资料5
1.4金属建筑系统的优点8
1.5金属建筑的一些缺点9
参考文献10
第2章行业组织及出版物11
2.1简介11
2.2金属建筑制造商协会(MBMA)11
2.3美国钢铁研究会(AISI)13
2.4建筑系统承建商协会(SBA)14
2.5北美保温材料生产者协会(NAIMA)15
2.6建筑系统研究会(BSI)15
2.7金属建筑工程协会(MCA)16
2.8全国屋面承包商协会(NRCA)16
2.9薄壁结构研究会(LGSI)17
2.10现代贸易通讯公司17
参考文献18
第3章结构选型19
3.1决策阶段19
3.2结构荷载20
3.3设计方法及荷载组合25
3.4金属建筑结构工作原理27
3.5金属建筑系统的竞争33
3.6结构系统的选择准则37
参考文献39
第4章金属建筑主刚架40
4.1引言40
4.2系统的可行性40
4.3直柱平底斜面梁41
4.4单跨刚架44
4.5多跨刚架48
4.6单跨及连续跨桁架48
4.7毗屋刚架50
4.8其他刚架系统51
4.9隅撑的作用53
4.10选择,选择54
4.11端墙刚架56
参考文献58
第5章次结构:墙梁及檩条59
5.1引言59
5.2冷弯薄壁型钢的设计59
5.3冷弯薄壁檩条61
5.4金属建筑系统中其他类型的檩条69
5.5冷弯型钢墙梁71
5.6热轧型钢墙梁74
参考文献75
第6章金属屋面77
6.1引言77
6.2金属屋面的主要类型77
6.3各种接缝型式79
6.4穿透式螺钉屋面80
6.5直立锁缝屋面(SSR)84
6.6板的面层95
6.7现场成型的金属板98
6.8金属屋面板上拔力的等级98
6.9选择屋面板的小技巧101
参考文献102
第7章墙面材料104
7.1引言104
7.2金属板材104
7.3砌体墙113
7.4组合墙体120
7.5混凝土材料122
7.6其他墙体材料126
7.7选择一个墙面系统128
参考文献129
第8章保温材料131
8.1引言131
8.2保温设计的基本要素131
8.3保温材料的类型132
8.4防水汽贴面135
8.5如何提高热工性能136
8.6不同墙面系统的U0值140
参考文献143
第9章购买金属建筑的过程144
9.1开始144
9.2建筑师的角色145
9.3制造商的责任147
9.4承建商的作用147
9.5投标与选择150
9.6工厂加工图及施工152
参考文献155
第10章一些常见问题与损坏156
10.1定义具有复杂体型及墙面材料的建筑物156
10.2刚接柱与铰接柱158
10.3锚栓158
10.4卷帘门周围框架159
10.5屋顶空调通风设备的支座161
10.6混淆的屋面荷载163
10.7定义外露结构164
10.8预设计金属建筑的倒塌165
参考文献166
第11章侧向位移与竖向挠度167
11.1主要问题167
11.2侧向位移及墙体水平位移168
11.3竖向挠度176
参考文献178
第12章金属建筑系统的基础设计179
12.1引言179
12.2土地勘探程序179
12.3是什么因素使得这些基础与众不同180
12.4如何估算柱反力的大小182
12.5抵抗水平反力的方法186
12.6锚栓及柱底板194
12.7地坪设计200
参考文献203
第13章金属建筑的发展205
13.1饰墙系统:双坡屋面及雨篷205
13.2弧形板212
13.3钢框架房屋214
13.4行业的计算机化215
13.5多层金属建筑系统216
参考文献217
第14章屋面及金属建筑的翻新218
14.1介绍218
14.2用金属系统翻新屋面218
14.3外墙的更换与修复229
14.4已有建筑的扩建230
14.5荷载条件的变化230
参考文献231
第15章有吊车建筑的规定232
15.1引言232
15.2吊车:类型及工作制分类232
15.3悬臂吊233
15.4单轨吊车234
15.5悬挂式桥吊236
15.6上承式桥吊239
15.7如何选择及定义房屋中的吊车248
参考文献250
第16章避免建造中的一些问题251
16.1引言251
16.2中国建筑金属结构信息网开始安装之前251
16.3主结构安装的基本点252
16.4墙梁及檩条的安装256
16.5保温材料的安装256
16.6屋面板和墙面板的安装257
16.7施工过程中的一些共性问题258
参考文献265
附录A有关预设计金属建筑制造商的一些信息266
附录B冷弯薄壁墙梁和檩条的截面特性280
附录C金属建筑系统的典型技术说明297
索引321