现代钢结构建筑设计浅见

冯玉娥

摘 要：本文简要介绍了现代钢结构设计的特点，并且指出了钢结构建筑设计需要注意的几点事项，希望建筑行业能够不断提高钢结构建筑的水平，从而促进整个建筑行业的发展。

关键词：钢结构；建筑设计；浅见

中图分类号：TU392.5 文献标识码：A 文章编号：1671-3362（2013）07-0026-01

随着建筑行业的发展，现代钢结构建筑已经成为建筑行业的热点，引起人们的广泛关注。钢结构建筑设计研究，也成为建筑设计研究的重点。

1 现代钢结构建筑

钢结构建筑是一种新型的建筑体系，它以钢材为主要的建筑材料，把建筑工厂生产的钢柱、钢梁等作为建筑的承重骨架，同时以保温隔热的墙体材料作为维护的一种建筑。钢结构建筑具有自重轻、工业化程度高、节能环保、抗震性能好以及成本低、投资回报快等优点，已经成为建筑行业的热点。随着建筑业的发展，钢结构建筑在建筑行业发挥着越来越重要的作用，许多国家大量采用钢结构建筑技术，建造出许多大型的钢结构建筑。现代钢结构建筑影响着建筑行业的发展，改变着建筑行业的建筑理念、建筑模式。要想充分发挥钢结构建筑的优势，建造出更多水平更高的钢结构建筑还需要建筑行业继续探索研究。

2 现代钢结构建筑的特点

2.1 钢结构自重小，能满足建筑较高的高度和跨度要求

钢材本身的材料密度和强度的比值比混凝土、砖石、木材等常用的建筑材料都小，它的组织均匀，弹性模量高，而且本身的强度也很高，适用于跨度较大的建筑结构设计，也能满足超高高度建筑设计的需求。鉴于钢结构的这一特点，人类已经建成了不少标志性的钢结构建筑。例如，英国的大型综合性展览建筑——伦敦千年穹顶，其穹顶的直径达到320m，建筑整体是一种索膜结构。世界上已经有>1000m的超大穹顶和高达4000m的超高建筑，这些大规模的建筑都是利用了钢结构自重小、结构灵活的特点。

2.2 材料环保利于可持续发展

钢材是一种强度和效能都很高的材料，可以被循环利用，属于新型节能环保的建筑材料。这种节能环保的建筑材料在国际上已经作为新型住宅的主要材料得到广泛的应用，对于能源、资源短缺的我国来说，这种建筑材料意义重大。利用钢结构建设的住宅全封闭式的保温隔热系统，无论外界环境如何变化都能保持室内的常温。与普通的砖石、混凝土材料的建筑相比可以节省一半的能量。而且钢结构需要的维护墙体的面积相对较小，可以降低维护的费用，节省建筑成本。

2.3 钢结构建筑工期短、成本低

钢结构建筑可以采用统一的材料和构件，现代科技的发展已经实现了建筑工业化，使工程的预工程化程度得到很大的提高。钢结构建筑的配件已经具有了通用性和互换性，能够大规模的生产钢结构建筑配件，使建筑材料加工和工程建设达到一体化，加快建筑施工的速度。这样就能缩短工期，降低建筑的成本。建筑成本的降低能够加快开发商资金周转的速度，促进建筑行业的发展。

2.4 钢结构实现了建筑功能和形象设计的一体化

建筑的功能和形象设计往往是一对难以解决的矛盾，为了达到某一形象设计的要求往往影响建筑的功能。同样要达到较高的功能要求，就可能影响建筑设计的形象。钢结构建筑很好地解决了这一矛盾，钢结构的构件灵活，形体、节点的可塑性高，能够在满足建筑功能需要的基础上，达到建筑设计的形体要求，创造出艺术和技术相结合的高质量钢结构建筑。这一点在中国2008年奥运会鸟巢的设计上得到充分的体现，实现了建筑功能和美观的完美结合。

3 现代钢结构建筑设计需要注意的问题

3.1 注意钢结构防火设计

钢材是一种非燃烧材料，但是它本身的耐火度较低，如果建筑发生火灾，建筑中钢结构受到高温的影响，钢材的刚度和强度就会降低，甚至会全部丧失。所以，火灾对钢结构建筑的影响很大，如果钢结构没有进行防火处理，一旦发生火灾将会对建筑物造成极大的损伤。在进行建筑物钢结构设计时，为了提高钢结构的耐火度，可以采用保全板，这是一种新型的防火材料，能够耐较高的温度，防止建筑物的损伤。另外，还可以在钢结构上涂上一层防火的涂料，为了美观的设计在钢结构暴露的部位涂上装饰性的漆料，这样就能达到美观与实用相结合的效果。

3.2 注意钢结构的防腐设计

钢结构遭受自然力的侵蚀发生老化，也是钢结构建筑常见的问题，所以，在进行钢结构建筑设计时要注意钢结构的防腐。由于钢材本身的性能特点，长时间受到风吹日晒等自然力的侵蚀就会发生承载力的下降，同时钢结构建筑物的美观也会受到影响。为了提高钢结构的防腐能力，一般有两种方法。一种是直接采用防腐性能较高的钢材料，这种新型的防腐性高的钢材在我国还很少见，成本也比较高，在建筑设计中应用较少；第二种是在钢结构上涂上防腐涂料，防腐涂料和防火涂料的涂刷有各自不同的要求，要想使防火、防腐性能达到最好需要严格按照要求来进行涂料的涂刷。当然，性能较好的防腐涂料也需要进口，我国目前在这方面的研发还很欠缺，需要继续研究探索。

3.3 注意噪音和室温的控制

众所周知钢材料对声音有反射作用，如果不注意对钢结构设计的控制就会造成室内噪声较大影响建筑总体效果。所以，要根据不同的建筑要求对钢结构进行处理，避免出现噪声很大的情况。在选择钢材料时要充分考虑钢材料的吸声性能以及强度、吸湿性能、装饰性等方面的特点。目前主要采用吸声的材料和吸声结构来对钢结构建筑的音质和噪声进行控制。

钢材料的导热性很好，如果不对建筑钢结构进行处理，就会造成冬冷夏热，影响建筑舒适度。所以，要注意钢结构建筑的保温处理。可以在钢结构建筑外围设置吸热较好的外围结构，把一部分的热量导入室内。另外，可以扩大窗户的面积，让热量通过窗户进入室内，被室内的表面吸收，达到保温的效果。

4 结语

钢结构已经成为现代建筑的常用结构，钢结构建筑由于钢材自身的性能以及一些技术的结合，使建筑具有很多的优势。但是，一个好的钢结构建筑设计还需要考虑许多的因素，注意许多问题。建筑行业以及相关的行业应该顺应时代的要求，不断加强对钢结构建筑的研究力度，建造出更多的大型钢结构建筑。

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