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獲獎作品名稱:萬間廣廈活化干闌——武陵土家族傳統干闌建筑的輕鋼結構轉譯
參賽學校:華中科技大學
參賽學生:王佳弈、唐遠鵬、崔潤鵬、尹若冰、王熙斯、徐琰鈞、任世洋、劉凱、魏子祿、李詩韻、梁琪
指導教師:張世順、聶肅非、胡興、胡佳星、白曉霞、陳俊波、王振、蘇原
武陵山區土家族傳統民居以吊腳樓為主,其獨特的建筑形式適應了山地環境,但也存在著抗震性能差、建造工藝落后等問題。為了改善民居居住品質,推動鄉村振興,本項目探索了輕鋼結構在土家族民居建設中的應用,提出了一種模塊化、裝配式的建造方案。
模塊化設計是本方案的核心,采用 1.5m×2.8m ×4.5m 的標準化模塊,可靈活組合成“一字型”、“L型”、“凹型”等多種平面布局,適應不同家庭需求和地形條件。模塊化設計不僅提高了建造效率,也方便未來改造和擴建。此外,該方案還延續了土家族傳統居住模式,以堂屋為中心,設置臥室、廚房、衛生間等空間,并考慮現代生活需求,增加儲物空間和休閑娛樂空間。建筑風格上,則延續土家族吊腳樓風格,結合輕鋼結構特點,采用坡屋頂、木色外墻等元素,形成簡潔現代的建筑形象,并與周圍環境和諧統一。
結構方案方面,本項目提出了兩種方案:輕鋼框架裝配式結構和模塊化輕鋼框架箱式結構。輕鋼框架裝配式結構采用輕鋼梁柱框架,工廠預制,現場拼裝,施工速度快,運輸適應性強,適用于交通不便的山區。模塊化輕鋼框架箱結構則將輕鋼框架、樓板、屋面等構件在工廠組裝成模塊單元,現場拼裝,裝配化程度更高,施工周期更短,適用于交通條件好的地區。兩大結構體系抗震性能良好,可抵抗地震和山體滑坡等自然災害。
圍護體系方面,該項目采用蒸壓加氣混凝土板作為內外墻材料,具有輕質、保溫隔熱、防火、隔音等優點,且安裝施工方便,造價合理。屋面則采用雙層壓型鋼板夾保溫棉的組合屋面,具有良好的防水、保溫隔熱性能,可有效防止屋頂滲漏和冬季結霜。
本項目在多個方面進行了創新。首先,模塊化設計的靈活性和適應性,使得民居能夠適應不同的地形和功能需求,并方便未來改造和擴建。其次,ALC板材和雙層壓型鋼板組合屋面的應用,可有效改善民居冬季寒冷和夏季炎熱的問題,提高了居住舒適度。另外,節點連接方式的方便性和合理性,提高了施工效率,并確保了結構安全。最后,精細化模擬的應用,確保了結構計算分析的準確性和可靠性。
總之,本項目提出的輕鋼結構模塊化民居方案,通過模塊化設計、輕鋼結構、ALC 板材等創新技術的應用,實現了民居建設的標準化、裝配化和綠色化,可有效改善土家族民居居住品質,推動鄉村振興,具有良好的社會效益和經濟效益。