钢结构在立体绿化中的应用与探索

钢结构在立体绿化中的应用与探索指导老师：蒋首超景观学一班080566，魏维轩摘要：立体绿化在城市绿化中扮演者越来越重要的角色，其中钢结构的作用也越来越凸现，虽说立体绿化样式与体量较多，但是钢结构在其中的作用是比较相似的，本文对钢结构在立体绿化中的不同结构的应用作了分析，并在分析过程中的发现了钢结构之中的一些局限与拘泥，结合自己的有限知识进而进行了一些有限的探索，即插接型结构在立体绿化中的应用。关键词：钢结构立体绿化应用钢构件再利用插接型结构腐蚀在我国随着城市的快速发展，建筑密度越来越高导致城市中的绿色逐渐流失，而与此同时随着生活水平的提高，我们需要的是更好的生活环境，更多的绿色。立体绿化作为一种竖向的城市绿化，因其具有占地小，美化效果好等优势，所以在近些年在在我国的城市中发展的很快，目前已经成为城市中绿色的常见形式。在全世界的范围内也逐渐兴起立体绿化的浪潮。立体绿化是在竖向空间进行的绿化，因此立体绿化不仅仅是只依靠单纯的植物而营造的，通常立体绿化需要骨架的支撑。立体绿化中的骨架主要有木质骨架、塑料骨架还有就是钢结构骨架。而钢结构作为现代建筑和景观建设的主要材料相比于其他材料在强度、重量、物理性质、化学性质和成熟度上具有很大的优势，所以纵观未来立体绿化的发展我认为钢结构的应用前景是最广阔的。谈到钢结构在立体绿化中的应用我们可以从立体绿化的种类上来分析。立体绿化总的来说可以分为墙面立体绿化、阳台立体绿化、屋顶绿化、栏杆立体绿化和立体种植，但总的来说钢结构在其中主要承担两个任务：种植槽的支撑和植物牵引和引导的支架。一、钢结构在种植槽设计上的应用由于植物的生长高度有限，因此在立体绿化当中需要一些架空的植物来保持立体绿化的连续性，当然钢结构由于不耐腐蚀和不宜直接与土壤接触缺点，在这里钢结构一般作为支撑结构来支撑种植槽，保持种植槽的稳定。相对于木质、塑料其他砌体结构来说，钢结构的高强度和自重小在大跨度的立体绿化强中可以得到良好发挥，例如在大面积的生态绿化墙中钢结构就承担了主要的结构支撑作用；在小结构中，塑胶结构的加工精度差，木质材料和砌体材料有自身的规格限制，对于这些问题钢结构的可塑性好、质地均匀可以良好的解决种植槽的支撑，例如在有些悬挂式绿化时就需要体积小而强度大的钢结构构件来承担这份重任。二、钢支架在立体绿化中的应用对于墙面支架的设计上，由于大部分植物没有生长特殊器官吸盘，因此就不能粘附在墙面上，有些植物本身柔软纤细不能在竖向生长成太大的高度，因此就需要专门配置辅助植物攀援的支架。相比于塑料结构易老化的缺点，木质结构的长度尺寸的限制，钢结构更适合在一些高度大的立体绿化中应用，由于钢结构的工业化程度高，易于制成各种形态的结构，在大面积立体植物生长中和一些特殊造型的立体绿化艺术表现中可以发挥很大的优势。因此在墙面支架的设计上经常采用钢结构支架；再如现今已有的围栏、棚架很多已经采用了钢质材料，植物能在钢结构支架生长良好也证明了钢结构在立体绿化中的适应性。经过以上对钢结构在立体绿化中应用的分析与举例我们发现虽说钢结构具有如此之多的特点，其应用虽然比较广泛，但从形式来说是比较拘泥的，大多都是方格的网架和规矩的支撑，没有结合一些实际情况的要求，没有充分的发挥钢结构的特点。结合自己的想法，我想钢结构在立体绿化中还是可以有更多的应用，即插接式结构在立体绿化中的应用。在现今城市发展速度很快有很多问题需要更新样式的立体绿化形式来解决，如：有许多绿化可以说是临时性的，仅起到临时的遮蔽或临时的景观效果；在建筑施工时免不得钢结构构件的废弃或者剩余，这些废弃材料可能得不到良好的应用；如今的立体绿化的种类虽然很多，但是形式比较固定，可以说大部分是“垂直”的绿化。插接式结构就是作者引入的一个新的概念，基本设想就是利用已有的预制钢构件如槽钢、普通工字钢、宽翼缘工字钢、钢管和冷弯薄壁型钢或者是建筑中的钢筋经过简单的切割制成种植槽和钢支架示意图尺寸大致相等的构件，利用构件原有的形状进行插接，这里当然不是简单的插入，在其中还需要附加一些螺栓连接或者钢管固定，从而制作出立体绿化的支架和种植槽的支撑。这里的材料来源我觉得可以利用建筑施工废弃或者多余的构件材料。这样这些预制构件可以说是形状各异的，很有艺术加工的潜力。这些材料的组合就给立体景观的外形增加了更多的可能性，在向立体景观上加入种植槽植入植物，这样构件也充当了钢支架的作用，虽然切割之后的钢构件与废旧的钢筋的强度可能下降，但是应用在载荷不太大的绿化当中还是应该可行的。由于这些构件都是自由组合的，无论连接处还是表面都有很多凸起和凹陷，这样可以使植物更好的攀爬，也使得整个立体绿化效果更别具一格更具个性，更自然。这种结构的另一个好处就是可以制成临时性立体景观，虽然说各种构件可以组合成自由变换的形式，但同时也可以规则的组织成临时景观的立体绿化墙的钢构架，这样的组合可以认为是“临时”构造“临时”，废弃的或多余的钢构件制成临时的景观，可以说是一举两得。但是可能的问题存在于：由于是构件都是比较临时性的甚至是废弃的，所以不适用于大尺度强度要求高的立体绿化景观。无论传统的钢结构还是上文所说的插接式结构都有一个致命的弱点就是不耐腐蚀。由于应用在垂直绿化当中长时处于潮湿环境，钢结构的腐蚀就更不容小觑了。钢结构在立体绿化中应用作为种植槽的支撑时处于种植槽下端，当浇灌植物时就要受到湿气的影响，有可能发生电化学腐蚀；而作为钢植物支架时，由于与植物的枝干和触角紧密接触，周围空气相对湿度也是比较大的，也有可能发生腐蚀。再加之泥土和植物又有可能含有污染物和沾污物，这些条件大大加快了钢铁的腐蚀。那么如何防止钢结构在立体绿化中的腐蚀就成为了一个比较重要的问题。常用的防腐蚀技术有添加涂层、金属镀层、阴极保护等方法。但是由于有植物的参与和涉及到美观与观赏，钢结构的防腐蚀的方法就要选择不伤害和不影响植物的正常生长、不影响立体绿化的整体美观性的技术了。对于添加涂层的方法，由于作为钢支架的钢结构有可能直接与植物接触，因此在选择涂料时要选择对植物无害的无毒涂料，如油基、乙烯等涂料；对于涂料的挥发性应该选择在涂料已经相对稳定时再应用于立体绿化。工字钢与冷弯薄壁型钢通过钢管相接对于金属镀层的方法也要考虑到不应选用含有重金属镀层，但是金属镀层缺点就是如果没有其他防护措施，金属镀层往往不够美观，不利于制作立体绿化。对于阴极保护的方法由于工艺和条件都要求较高，不应该立体绿化中应用。以上就是对钢构件在立体绿化中的一些自己的探索，由于知识有限可能有考虑不周之处。相信在我国蓬勃发展的立体绿化的趋势下，钢结构一定能在立体绿化中占有越来越重要的地位，并充分发挥钢结构自身的优势，给我们的生活增添更多的绿色与趣味。参考文献：1、张宝鑫主编，城市立体绿化，中国林业出版社，20042、[英]阿伦·海沃德&弗兰克·韦尔著，钢结构细部设计手册，大连理工大学出版社，20043、王心田主编，建筑结构概念与设计，天津大学出版社，20064、[英]D.A贝利斯&D.H迪肯著，钢结构的腐蚀控制，化学工业出版社，2005