鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計在現(xiàn)代建筑中的應(yīng)用

姚樂

摘 要：隨著經(jīng)濟的不斷發(fā)展，人們的建筑水平也在不斷的提高，建筑的安全性、舒適性都有了很大程度的提升。鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計最早應(yīng)用于工業(yè)建筑設(shè)計中，隨著技術(shù)的不斷發(fā)展，其應(yīng)用范圍也越來越廣泛?；诖?，本文分析了鋼結(jié)構(gòu)在現(xiàn)代建筑應(yīng)用中的優(yōu)點以及缺點，并對鋼結(jié)構(gòu)在未來建筑中的發(fā)展進行了展望，希望能為鋼結(jié)構(gòu)的發(fā)展提供一定的借鑒。

關(guān)鍵詞：鋼結(jié)構(gòu)；建筑工程；發(fā)展前景

中圖分類號： TU3 文獻標(biāo)識碼： A 文章編號： 1673-1069（2016）10-58-2

0 引言

鋼結(jié)構(gòu)主要指在建筑過程中應(yīng)用鋼材和其他新型的建筑材料，直接連接應(yīng)用的建筑形式。目前，鋼結(jié)構(gòu)在我國的發(fā)展速度十分迅猛，已不再僅僅應(yīng)用于工業(yè)建筑工程中，其應(yīng)用的范圍進一步擴大。例如，高層建筑、公共建筑、橋梁建設(shè)都應(yīng)用了鋼結(jié)構(gòu)。鋼結(jié)構(gòu)具有較好的塑性、韌性而且質(zhì)地均勻、造價低且環(huán)保，非常符合現(xiàn)代建筑的特點。為了更好的應(yīng)用鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計，了解鋼結(jié)構(gòu)的具體內(nèi)容以及具體特性，加強對鋼結(jié)構(gòu)的研究具有重要的現(xiàn)實意義。

1 鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計在現(xiàn)代建筑中的應(yīng)用優(yōu)勢

1.1 鋼結(jié)構(gòu)的塑性及韌性較好

鋼結(jié)構(gòu)具有較好的塑性與韌性具體指的是，鋼結(jié)構(gòu)建筑會在負載、超載嚴重的情況下，對作用力重新分配使應(yīng)力變化幅度平緩，防止鋼結(jié)構(gòu)斷裂現(xiàn)象的發(fā)生。這一特性也使鋼結(jié)構(gòu)建筑具有良好的抗震效能。在地震發(fā)生的過程中鋼結(jié)構(gòu)建筑通過自身發(fā)生塑性形變和彈性形變，一定程度上吸收了地震所帶來的力的破壞，達到了一定的抗震性目的。經(jīng)過與多種建筑材料對比，全鋼結(jié)構(gòu)的建筑抗震性具有明顯的優(yōu)勢，保護效果最好。

1.2 鋼材的質(zhì)地比較均勻

鋼材料因為其材料自身的性能和在力學(xué)計算方面具有的假定十分符合，與此同時，鋼材內(nèi)部的組織結(jié)構(gòu)接近各項的同性，鋼材質(zhì)自身的波動范圍比較小，在建筑用材中，屬于理想的彈性材料，并且在一定的受力幅度范圍內(nèi)，其屬于有著完全彈性的材料，工程力學(xué)計算結(jié)果和實際的受力狀態(tài)也比較符合，因此具有優(yōu)勢。

1.3 在高層建筑中鋼結(jié)構(gòu)應(yīng)用的造價比較低

目前，鋼結(jié)構(gòu)在高層建筑過程中也得到了推廣，它的應(yīng)用不僅提高了高層建筑的安全性、可靠性，還大大降低了建筑成本，有助于獲得更好的收益。鋼結(jié)構(gòu)相比較高層建筑應(yīng)用的鋼筋混凝土，其總成本比較低，而且鋼結(jié)構(gòu)的質(zhì)量也比鋼筋混凝土輕，運輸費用也比較有優(yōu)勢。鋼結(jié)構(gòu)的應(yīng)用在一定程度上也有利于縮短工期，人工費等其他費用也得到了有效的控制。由此可見，鋼結(jié)構(gòu)應(yīng)用在高層建筑中具有較強的造價優(yōu)勢。

1.4 鋼結(jié)構(gòu)建筑需要的施工周期比較短

眾所周知，鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計相比較其他的建筑工程，受環(huán)境、氣候的影響較小，它主要是在工廠內(nèi)部加工完成，再送到建筑場地直接組裝即可完工。這也就決定了它的施工相比較其他建筑所需工期較短，對施工場地周邊環(huán)境的影響也最低，符合文明施工的要求。而且鋼結(jié)構(gòu)在加工、組裝的過程中，大部分依靠機械加工完成，這也從根本上決定了其施工速度較快，同時對施工場地以及施工人員要求較少，對工期比較緊張的建筑工程來說，具有明顯的優(yōu)勢。鋼結(jié)構(gòu)建筑大量的自動化生產(chǎn)，有效的降低了人工成本，提高了企業(yè)的經(jīng)濟效益。

1.5 鋼結(jié)構(gòu)符合我國綠色環(huán)?？沙掷m(xù)發(fā)展政策

鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計在我國的現(xiàn)代建筑設(shè)計中具有較強的應(yīng)用優(yōu)勢，其主要原因就是符合可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略要求。鋼結(jié)構(gòu)本身就是一種可循環(huán)利用的材料，在施工的過程中出現(xiàn)的廢料都可以回收再利用，減少了資源浪費情況的發(fā)生；鋼結(jié)構(gòu)建筑在施工的過程中應(yīng)用到的水泥、砂石等材料十分有限，這從根本上改善了施工現(xiàn)場臟亂差的施工環(huán)境，有利于實現(xiàn)文明施工，同時也有利于保護周邊環(huán)境，減輕了因施工對周邊環(huán)境的破壞。同時，鋼結(jié)構(gòu)有毒氣體的排放量比較其他建筑材料的排放量要小很多，保護人體的健康，也更加綠色環(huán)保。綜上所述，都表明鋼結(jié)構(gòu)建筑符合我國綠色建筑、綠色施工要求，同時也有利于降低施工成本，使企業(yè)獲得良好的經(jīng)濟效益和社會效益。

2 鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計在現(xiàn)代建筑中的應(yīng)用缺點

雖然鋼材的強度較高，但是相較于傳統(tǒng)的建筑材料而言，其耐火性能以及耐腐蝕性能都不盡如人意。例如，高層鋼結(jié)構(gòu)建筑發(fā)生火災(zāi)，外界溫度高達150℃時，鋼材會產(chǎn)生熔融現(xiàn)象，其承載能力和穩(wěn)定性能都會大幅度降低，高層建筑的安全性無法保證，嚴重時可能會發(fā)生垮塌。其次，鋼材的耐腐蝕性較差，除非處于干燥的空氣之中，如果周圍存在相應(yīng)的腐蝕介質(zhì)，則極易發(fā)生銹蝕。在鋼材發(fā)生銹蝕之后，其內(nèi)部結(jié)構(gòu)變得疏松，自身的密度變小，強度、硬度、韌性、承載能力等在建筑領(lǐng)域中極為重要的性質(zhì)都很難保留。

3 鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計在現(xiàn)代建筑中的主要特點

3.1 我國的鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計非常注重建筑細節(jié)

鋼結(jié)構(gòu)建筑基本上都是鋼件連接、組合而成，其主要構(gòu)建也就是鋼件。因此，在鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計的過程中會布置許多連接點和連接位置，這些都屬于鋼結(jié)構(gòu)的細節(jié)設(shè)計，直接影響鋼結(jié)構(gòu)的建筑質(zhì)量。只有保證了鋼結(jié)構(gòu)連接細節(jié)設(shè)計的準(zhǔn)確性和科學(xué)性，才能保障鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計具有可行性，提高鋼結(jié)構(gòu)施工質(zhì)量。鋼結(jié)構(gòu)建筑的施工方法基本相同，判別施工質(zhì)量好壞主要有兩個標(biāo)準(zhǔn)：一是，鋼結(jié)構(gòu)的施工技術(shù)是否科學(xué)且新穎；二是，鋼結(jié)構(gòu)施工方案的性價比如何。鋼結(jié)構(gòu)連接部分的細節(jié)設(shè)計對施工技術(shù)的選用，施工方案的成本都具有重要影響，對施工質(zhì)量具有決定性的作用。

3.2 我國的鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計是在建筑工程策劃的基礎(chǔ)上進行

為了更好的實現(xiàn)鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計的使用性，我國在進行鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計前，或先規(guī)劃好鋼結(jié)構(gòu)建筑的整體施工方案，必須考慮鋼結(jié)構(gòu)施工方案的可行性和花費。鋼結(jié)構(gòu)的實際必須是在建筑工程規(guī)劃的前提下進行的，同時這也就要求在進行鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計時，還要結(jié)合施工現(xiàn)場條件和建筑需求。在符合我國建筑行業(yè)規(guī)定的前期下，設(shè)計出施工便利、投入資金少并且滿足建筑需求的鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計方案。

3.3 鋼結(jié)構(gòu)的發(fā)展前景

建筑鋼結(jié)構(gòu)有著很大的發(fā)展優(yōu)勢，主要體現(xiàn)在兩方面：一方面，鋼結(jié)構(gòu)本身的建筑屬性使其強度較高，而且應(yīng)用靈活，與傳統(tǒng)的建筑材料相比，可以更大程度的利用建筑空間，并且適合的建筑風(fēng)格也比較多；另一方面，鋼結(jié)構(gòu)的成本花費也較原來的建筑材料有較大的優(yōu)勢。鋼結(jié)構(gòu)建筑施工受到環(huán)境、地形、氣候等非人為因素的影響較小，大大縮短了工期。同時也減少了建筑垃圾的產(chǎn)生，降低了建筑施工成本，為我國可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的開展做出了重要貢獻。然而，其也有著自身的缺陷，只有將這些缺點彌補，才能夠使之更加良好快速的發(fā)展。

鋼結(jié)構(gòu)在我國有良好的發(fā)展前景已經(jīng)毋庸置疑，并且我國已經(jīng)為鋼結(jié)構(gòu)的發(fā)展提供了較好的外部環(huán)境，具體變現(xiàn)在以下幾方面：一是，鋼材。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，鋼材的產(chǎn)量和質(zhì)量都得到了大幅度的提升，鋼材價格呈下降趨勢。這一情況可有效降低鋼結(jié)構(gòu)建筑的發(fā)展成本，促進鋼結(jié)構(gòu)建筑的發(fā)展。而且與鋼結(jié)構(gòu)建筑配套的建筑材料也不斷的被研發(fā)出來，更是為鋼結(jié)構(gòu)建筑的發(fā)展創(chuàng)造了良好的條件；二是，鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計和施工技術(shù)得到不斷的完善和發(fā)展，這是鋼結(jié)構(gòu)大力發(fā)展的根本保障；三是，鋼結(jié)構(gòu)建筑專業(yè)人才隊伍得到不斷的發(fā)展和壯大，這也為鋼結(jié)構(gòu)建筑的發(fā)展奠定了基礎(chǔ)，使鋼結(jié)構(gòu)建筑更加的專業(yè)化、標(biāo)準(zhǔn)化、科學(xué)化。雖然我國已經(jīng)為鋼結(jié)構(gòu)建筑的發(fā)展提供了良好的外部環(huán)境，但要想保證鋼結(jié)構(gòu)建筑在激烈的市場競爭中立于不敗之地，必須加強鋼結(jié)構(gòu)建筑的創(chuàng)新能力，時刻保持創(chuàng)新活力。同時，鋼結(jié)構(gòu)建筑的發(fā)展要與國家發(fā)展規(guī)劃相適應(yīng)，促進鋼結(jié)構(gòu)建筑向海外發(fā)展，真正的將鋼結(jié)構(gòu)做大做強。

4 結(jié)束語

綜上所述，鋼結(jié)構(gòu)以其良好的自身特性在我國的建筑項目中得到越來越廣泛的應(yīng)用。它不僅能夠縮短建筑周期、減少施工成本，還具有較強的抗震性能和環(huán)保性，使鋼結(jié)構(gòu)建筑既符合可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的要求，也保證了建筑的安全性、可靠性，有助于企業(yè)獲得良好的社會效益和經(jīng)濟效益。因此，鋼結(jié)構(gòu)建筑在未來的發(fā)展過程中具有良好的發(fā)展空間和發(fā)展前景，我們應(yīng)加大對鋼結(jié)構(gòu)建筑應(yīng)用的推廣力度，促進我國建筑行業(yè)平穩(wěn)、快速的發(fā)展。

參 考 文 獻

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