淺析現(xiàn)代鋼結(jié)構(gòu)建筑設(shè)計(jì)

李豐田

（赤峰市松山區(qū)建筑工程質(zhì)量安全監(jiān)督站，內(nèi)蒙古 赤峰 024000）

1 鋼結(jié)構(gòu)優(yōu)點(diǎn)

1.1 材料優(yōu)越

鋼結(jié)構(gòu)是一種新型材料，與傳統(tǒng)材料相比輕質(zhì)更高，力學(xué)性能更好，承受動(dòng)荷載的能力更強(qiáng)。因此，鋼結(jié)構(gòu)更加符合高層建筑和大跨結(jié)構(gòu)的要求，在建筑領(lǐng)域充分發(fā)揮作用。目前，鋼結(jié)構(gòu)已應(yīng)用于高層建筑、大跨建筑和一部分公關(guān)建筑，并逐漸向建筑工程的各個(gè)領(lǐng)域延伸。

1.2 施工速度快

鋼結(jié)構(gòu)在工廠直接生產(chǎn)，成品直接運(yùn)到施工現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行焊接或整體組裝，不受時(shí)間限制，可全天作業(yè)。鋼結(jié)構(gòu)強(qiáng)度大，可做勁性結(jié)構(gòu)承擔(dān)結(jié)構(gòu)荷載和施工荷載，在施工時(shí)不用額外支橫、拆模，大大降低施工成本，加快施工速度。

1.3 綠色環(huán)保

鋼結(jié)構(gòu)對(duì)資源和能源的利用率較低，對(duì)環(huán)境破壞較少，是一項(xiàng)綠色環(huán)保的新型材料。

（1）鋼材料可以回收循環(huán)利用，在建造過(guò)程中有害氣體的排放較少，是一種高能效、高強(qiáng)度的材料。

（2）鋼結(jié)構(gòu)的生產(chǎn)是在工廠中，生產(chǎn)周期短，對(duì)環(huán)境影響很小，在安裝過(guò)程中對(duì)砂、石、土和水泥等散料的應(yīng)用很少，避免了傳統(tǒng)工藝中的噪聲污染和塵土飛揚(yáng)的問(wèn)題。

（3）鋼結(jié)構(gòu)適應(yīng)性強(qiáng)，可以和各種不同的材料同時(shí)使用，實(shí)現(xiàn)墻體的綜合改革。

1.4 外形美觀

鋼結(jié)構(gòu)輕盈通透，可以創(chuàng)造出多種不同的空間和形態(tài)，使整體建筑美觀大方，創(chuàng)造出新奇的建筑形象。

2 鋼結(jié)構(gòu)建筑特點(diǎn)

我國(guó)鋼結(jié)構(gòu)的推廣和發(fā)展受到一些客觀條件的制約，其中最主要的問(wèn)題之一就是設(shè)計(jì)力量過(guò)弱。國(guó)內(nèi)建筑設(shè)計(jì)師和工程師對(duì)鋼結(jié)構(gòu)的了解程度很低，在建筑的設(shè)計(jì)和施工階段沒(méi)能充分考慮鋼結(jié)構(gòu)在建筑中的優(yōu)勢(shì)，在設(shè)計(jì)中沒(méi)有考慮鋼結(jié)構(gòu)在建筑中的應(yīng)用，只考慮傳統(tǒng)的混凝土結(jié)構(gòu)。這樣就降低了建筑在設(shè)計(jì)中的創(chuàng)新性，設(shè)計(jì)師和工程師對(duì)建筑的設(shè)計(jì)缺乏創(chuàng)新意識(shí)，恪守成規(guī)，對(duì)鋼結(jié)構(gòu)建筑的研究和理解不夠。建筑單位的設(shè)計(jì)部門(mén)在建筑工程的項(xiàng)目設(shè)計(jì)階段要嚴(yán)格按照實(shí)際的項(xiàng)目預(yù)算來(lái)進(jìn)行設(shè)計(jì)，不能隨便更改原有設(shè)計(jì)，不能讓其他因素的影響和干擾擅自修改項(xiàng)目的設(shè)計(jì)，使預(yù)計(jì)成本與實(shí)際成本相差過(guò)多，干擾工程的繼續(xù)實(shí)施，否則工程建設(shè)會(huì)因此受到影響，使企業(yè)利潤(rùn)下降。

2.1 鋼結(jié)構(gòu)建筑的空間形態(tài)

2.1.1 多樣性

鋼結(jié)構(gòu)非常的靈活，鋼結(jié)構(gòu)建筑可利用鋼結(jié)構(gòu)的靈活性表現(xiàn)出各種不同的空間形態(tài)。鋼結(jié)構(gòu)還可以與斜面和曲面相結(jié)合，建造出更加藝術(shù)、更加新奇有趣的建筑空間，改變單純的四邊形空間設(shè)計(jì)。

2.1.2 結(jié)構(gòu)呈線性

鋼結(jié)構(gòu)主要的傳力結(jié)構(gòu)是桿件，桿件結(jié)構(gòu)大多都是線性。鋼結(jié)構(gòu)中鋼材具有高強(qiáng)高效的特性，結(jié)構(gòu)構(gòu)件較小，但是通透性好。因此，通常用鋼結(jié)構(gòu)作為屋內(nèi)采光的頂界面，這樣既可以使頂部明亮開(kāi)敞，又能盡可能多的引入自然光線。有時(shí)也在側(cè)面引入鋼結(jié)構(gòu)，使建筑通透開(kāi)敞。

2.2 鋼結(jié)構(gòu)建筑的形態(tài)特征

鋼結(jié)構(gòu)建筑與傳統(tǒng)的混凝土結(jié)構(gòu)相比造型更加新穎獨(dú)特，鋼結(jié)構(gòu)使建筑展現(xiàn)出輕盈靈活的感覺(jué)，使建筑更加精美。在鋼結(jié)構(gòu)建筑上為了使建筑形象更加生動(dòng)，通常采用曲線結(jié)構(gòu)，這樣頂面和側(cè)面沒(méi)有明顯的分界線，更加有利于力的傳遞。

2.3 鋼結(jié)構(gòu)使建筑預(yù)工程化程度升高

鋼結(jié)構(gòu)建筑模數(shù)協(xié)調(diào)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)實(shí)現(xiàn)了建筑工業(yè)化大規(guī)模生產(chǎn)，提高了建筑預(yù)工程化，使不同材料、不同形狀和不同制造方法的建筑構(gòu)配件具有一定的通用性和互換性。同時(shí)，鋼結(jié)構(gòu)建筑的預(yù)工程化使材料加工和安裝一體化，大大降低了建設(shè)成本；并且加快了施工速度，使工期能夠縮短40%以上，從而加快了房地產(chǎn)開(kāi)發(fā)商的資金周轉(zhuǎn)速度，使建筑能更早投入使用。

2.4 建筑與結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)一體化

在鋼結(jié)構(gòu)建筑中，結(jié)構(gòu)成為形象構(gòu)成的重要因素，結(jié)構(gòu)的形體、構(gòu)件、節(jié)點(diǎn)從很大程度上導(dǎo)致并制約著建筑的形象。建筑與結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)與功能只有做到一體化，才能使建筑更富有功能化，以便隨后的各個(gè)設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)進(jìn)行下去，創(chuàng)造出技術(shù)與藝術(shù)融為一體的鋼結(jié)構(gòu)建筑。北京2008年奧運(yùn)會(huì)國(guó)家體育場(chǎng)投標(biāo)方案中有許多方案都體現(xiàn)了鋼結(jié)構(gòu)建筑的這一特點(diǎn)。例如清華大學(xué)建筑設(shè)計(jì)院設(shè)計(jì)的可開(kāi)合式方案，在體育場(chǎng)大屋面的中央設(shè)置兩個(gè)半圓型的玻璃頂面，同時(shí)相對(duì)旋轉(zhuǎn)、平行滑動(dòng)完成大屋面的開(kāi)合；又如中國(guó)建筑設(shè)計(jì)研究院場(chǎng)館方案外觀即為建筑的結(jié)構(gòu)，形象完美純凈，功能與結(jié)構(gòu)達(dá)到了完美的統(tǒng)一；還有日本株式會(huì)社建筑事務(wù)所設(shè)計(jì)的折疊式方案，屋頂由懸臂的鋼架結(jié)構(gòu)支承，可在30min內(nèi)完成開(kāi)閉的動(dòng)作，確保全年的比賽及活動(dòng)不受天氣影響。

建筑工程與人類的生活息息相關(guān)，建筑工程的質(zhì)量會(huì)影響到人們的生活質(zhì)量，甚至還會(huì)影響人們的生命財(cái)產(chǎn)安全。因此，我們要認(rèn)真分析建筑過(guò)程中可能會(huì)出現(xiàn)的問(wèn)題，結(jié)合施工地的環(huán)境情況，找出問(wèn)題發(fā)生的原因，作好預(yù)防措施。同時(shí)，我們還要加強(qiáng)施工人員的專業(yè)素質(zhì)，加強(qiáng)施工隊(duì)伍建設(shè)，嚴(yán)格按照國(guó)家的施工標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行施工，避免建筑過(guò)程中質(zhì)量問(wèn)題的發(fā)生。

3 結(jié)語(yǔ)

隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，人們對(duì)建筑越來(lái)越高的要求必然會(huì)使鋼結(jié)構(gòu)在建筑中的應(yīng)用越來(lái)越廣泛。鋼結(jié)構(gòu)建筑不僅外觀美觀獨(dú)特，質(zhì)量也是有所保證的。因此，我們要充分意識(shí)到鋼結(jié)構(gòu)廣闊的應(yīng)用前景，結(jié)合鋼結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)，將鋼結(jié)構(gòu)推廣到各個(gè)領(lǐng)域的建筑中，與藝術(shù)和技術(shù)有機(jī)的結(jié)合在一起，加快我國(guó)建筑工程發(fā)展的腳步。

[1] 劉錫良.現(xiàn)代建筑鋼結(jié)構(gòu)的人情化設(shè)計(jì)理論.第一屆全國(guó)現(xiàn)代結(jié)構(gòu)工程學(xué)術(shù)報(bào)告會(huì)，2004.6.

[2] 范興國(guó).淺談鋼結(jié)構(gòu)高層建筑防火.建筑·建材·裝飾，2009，10（4）.

[3] 施麗彥.鋼結(jié)構(gòu)建筑的造型語(yǔ)匯與發(fā)展初探.2005.1.