浅析现代钢结构建筑设计

2013-08-15李丰田

中国建筑金属结构 2013年10期

李丰田

（赤峰市松山区建筑工程质量安全监督站，内蒙古赤峰 024000）

1 钢结构优点

1.1 材料优越

钢结构是一种新型材料，与传统材料相比轻质更高，力学性能更好，承受动荷载的能力更强。因此，钢结构更加符合高层建筑和大跨结构的要求，在建筑领域充分发挥作用。目前，钢结构已应用于高层建筑、大跨建筑和一部分公关建筑，并逐渐向建筑工程的各个领域延伸。

1.2 施工速度快

钢结构在工厂直接生产，成品直接运到施工现场进行焊接或整体组装，不受时间限制，可全天作业。钢结构强度大，可做劲性结构承担结构荷载和施工荷载，在施工时不用额外支横、拆模，大大降低施工成本，加快施工速度。

1.3 绿色环保

钢结构对资源和能源的利用率较低，对环境破坏较少，是一项绿色环保的新型材料。

（1）钢材料可以回收循环利用，在建造过程中有害气体的排放较少，是一种高能效、高强度的材料。

（2）钢结构的生产是在工厂中，生产周期短，对环境影响很小，在安装过程中对砂、石、土和水泥等散料的应用很少，避免了传统工艺中的噪声污染和尘土飞扬的问题。

（3）钢结构适应性强，可以和各种不同的材料同时使用，实现墙体的综合改革。

1.4 外形美观

钢结构轻盈通透，可以创造出多种不同的空间和形态，使整体建筑美观大方，创造出新奇的建筑形象。

2 钢结构建筑特点

我国钢结构的推广和发展受到一些客观条件的制约，其中最主要的问题之一就是设计力量过弱。国内建筑设计师和工程师对钢结构的了解程度很低，在建筑的设计和施工阶段没能充分考虑钢结构在建筑中的优势，在设计中没有考虑钢结构在建筑中的应用，只考虑传统的混凝土结构。这样就降低了建筑在设计中的创新性，设计师和工程师对建筑的设计缺乏创新意识，恪守成规，对钢结构建筑的研究和理解不够。建筑单位的设计部门在建筑工程的项目设计阶段要严格按照实际的项目预算来进行设计，不能随便更改原有设计，不能让其他因素的影响和干扰擅自修改项目的设计，使预计成本与实际成本相差过多，干扰工程的继续实施，否则工程建设会因此受到影响，使企业利润下降。

2.1 钢结构建筑的空间形态

2.1.1 多样性

钢结构非常的灵活，钢结构建筑可利用钢结构的灵活性表现出各种不同的空间形态。钢结构还可以与斜面和曲面相结合，建造出更加艺术、更加新奇有趣的建筑空间，改变单纯的四边形空间设计。

2.1.2 结构呈线性

钢结构主要的传力结构是杆件，杆件结构大多都是线性。钢结构中钢材具有高强高效的特性，结构构件较小，但是通透性好。因此，通常用钢结构作为屋内采光的顶界面，这样既可以使顶部明亮开敞，又能尽可能多的引入自然光线。有时也在侧面引入钢结构，使建筑通透开敞。

2.2 钢结构建筑的形态特征

钢结构建筑与传统的混凝土结构相比造型更加新颖独特，钢结构使建筑展现出轻盈灵活的感觉，使建筑更加精美。在钢结构建筑上为了使建筑形象更加生动，通常采用曲线结构，这样顶面和侧面没有明显的分界线，更加有利于力的传递。

2.3 钢结构使建筑预工程化程度升高

钢结构建筑模数协调统一标准实现了建筑工业化大规模生产，提高了建筑预工程化，使不同材料、不同形状和不同制造方法的建筑构配件具有一定的通用性和互换性。同时，钢结构建筑的预工程化使材料加工和安装一体化，大大降低了建设成本；并且加快了施工速度，使工期能够缩短40%以上，从而加快了房地产开发商的资金周转速度，使建筑能更早投入使用。

2.4 建筑与结构的设计一体化

在钢结构建筑中，结构成为形象构成的重要因素，结构的形体、构件、节点从很大程度上导致并制约着建筑的形象。建筑与结构的设计与功能只有做到一体化，才能使建筑更富有功能化，以便随后的各个设计环节进行下去，创造出技术与艺术融为一体的钢结构建筑。北京2008年奥运会国家体育场投标方案中有许多方案都体现了钢结构建筑的这一特点。例如清华大学建筑设计院设计的可开合式方案，在体育场大屋面的中央设置两个半圆型的玻璃顶面，同时相对旋转、平行滑动完成大屋面的开合；又如中国建筑设计研究院场馆方案外观即为建筑的结构，形象完美纯净，功能与结构达到了完美的统一；还有日本株式会社建筑事务所设计的折叠式方案，屋顶由悬臂的钢架结构支承，可在30min内完成开闭的动作，确保全年的比赛及活动不受天气影响。

建筑工程与人类的生活息息相关，建筑工程的质量会影响到人们的生活质量，甚至还会影响人们的生命财产安全。因此，我们要认真分析建筑过程中可能会出现的问题，结合施工地的环境情况，找出问题发生的原因，作好预防措施。同时，我们还要加强施工人员的专业素质，加强施工队伍建设，严格按照国家的施工标准进行施工，避免建筑过程中质量问题的发生。