钢结构设计在现代建筑中的应用

■李盛林，程先杨 ■.身份证号码:3604039707 00039;.身份证号码:36043097703049

钢结构体系是一种抗震性能极佳、安装周期比较短，并且较为绿色环保的建筑体系。其多被广泛用于高层建筑、现代建筑以及超高层的建筑钢结构住宅之中，钢结构建筑，是现代建筑中一个不可或缺的组成部分，具有良好的应用空间与发展前景。钢结构建筑的特点在于，其不同于混凝土或者是砖混等传统的建筑材料，它主要是依靠钢结构作为有效承载力，承担建筑自身的重量。因此，研究与开发适合我国建筑行业需要的钢结构，能更好的满足施工应用要求的钢结构材料，具有十分重要的意义。

1 钢结构自身优点及其缺点

1.1 钢结构的塑性及韧性较好

钢结构在一般的情况下，不会出现因为超载而导致断裂的现象，钢材自身能够把峰值应力进行重新分配，并没有且能够使应力变化幅度逐渐趋于平缓。这一切都源自于钢材自身良好的塑性以及韧性。因此，钢结构对于载荷适应能力比较强，在地震的作用下，通过结构自身弹性形变以及塑性形变，能够在一定程度上吸收地震所带来的能量，从而达到提升钢结构抗震性的目的。从以往的地震灾害调查表中可以有效得知，全钢结构的建筑在地震中受到的损害个其它材料结构的建筑进行相比，损害明显最低。

1.2 钢材的质地比较均匀

钢材料因为其材料自身的性能和在力学计算方面具有的假定十分符合，与此同时，钢材内部的组织结构接近各项的同性，钢材质地其自身的波动范围比较小，在建筑用材中，属于理想的弹性材料，并且在一定的受力幅度范围内，其属于有着完全弹性的材料，工程力学计算结果和实际的受力状态也比较符合，因此具有优势。

1.3 在高层建筑中钢结构应用的造价比较低

钢结构与传统的砖混或混凝土建筑相比，其总体的成本造价比较低，还有这种结构自身的重量通常都比较轻，所以，装卸和运输的费用相对来说也比较低，在一定程度上，也降低来工程的总体材料使用量。与此同时，使用钢结构的建筑工程，工程建设周期也得到有效的缩短，从中衍生出的其他各项间接费用同样也能得到控制。由此可见，钢结构的建筑，在高层的建筑中属于造价比较低的一种。

1.4 钢结构建筑需要的施工周期比较短

与希望的建筑相比较，钢结构在进行建筑施工的过程中，受到季节、环境变化的影响比较小。其原因在于钢结构大多都是在工厂就能直接完成生产，只需要把构建运送至施工现场进行组装就可以，这要比传统的建筑施工程序快很多，并且对环境造成的污染也是最低的。与此同时，钢材料在施工的过程中，主要依靠机械进行操作，不需要有很大的施工场地，因此，施工速度也比较快，这对于那些对于工期要求比较高的建筑来讲，具有十分明显的优势，同时，由于大量的机械操作代替了传统人工与运输，从而有效缩减了经费开支，提高了经济效益。

1.5 钢结构符合我国绿色环保可持续发展政策

钢结构产业属于一种绿色环保的建筑型产业，其自身对于资源与能源的利用都较为合理。钢结构对于环境的破坏与其他材料相比较小，能够较好的解决现今不断增加的需求以及对于可持续发展的要求，属于一项实用的手段。钢材是一种能够不断循环进行使用的材料，在施工的过程中，对于剩余的边角料，都能够通过回收整理，进行再一次的有效利用，在混凝土结构和钢结构之间，进行有害气体方面排放量的比较，可以得知，钢结构的有害气体排放量比混凝土结构有害气体排放量小的多，并且在钢结构进行施工时，使用水泥、砂土等散料的现象比较少，这在根本上避免了施工现场出现废弃物品堆积如山、尘土飞扬的情况。钢材结构具有许多的优势，并且有着良好的经济效应，在我国，被应用在多数的建筑领域，并且其取得了十分可观的环保、经济方面的效益。

2 钢结构设计在现代建筑中的应用与发展

2.1 钢结构设计在桥梁建筑中的应用

交通建设一直以来都是我国发展的重点，同样也是发展的基础性设施，现今，交通建设的发展速度突飞猛进，以此同时，交通的建设也促进了桥梁工程的快速发展，尤其是在近些年来，钢结构设计以其自身不可替代的优点，而被工程界广泛用于建设之中，成为桥梁建筑中的佼佼者。钢结构所用钢的种类有很多，例如，低合金高强度钢、碳素钢以及低合金超高强度钢，根据钢材外形的不同，还可以将其分为H 型钢、工字钢、角钢、槽钢以及钢板等等。

2.2 钢结构设计在高层建筑中的应用

伴随着经济的发展和时代的不断地进步，我国各大中小城市的高层钢结构设计如雨后春笋般拔地而起。钢结构设计由于自身强度较高，并且和混凝土结构进行比较，其截面的面积比较小，因此有效的扩大了建筑实际的使用面积。钢结构和混凝土结构的建筑物进行比较，其高层的钢结构所有的主体截面，比高层的混凝土结构的主体截面要少一半，由于钢结构自身路所有的重量较轻，大约是混凝土结构的二分之一，其结构自身的重量较小。因此，可以有效减少对于地震作用的响应，并且也可以减小结构设计的内力。与此同时，钢结构适应高层建筑的科学研究、设计以及各项配套等要求，具有良好的应用空间各发展前景。目前，在我国不少的大中城市中，很多大型的高层建筑使用的都是钢结构的建筑模式，经过实验证明，其获得了不错的效果，并得到了多方的肯定与认同，如大家所熟悉的中央电视台的办公楼，就属于比较典型的一个钢结构建筑。

2.3 取代传统结构模式

钢结构将随着时代不断地发展，不断主宰超高层、重载荷、大跨度以及可以移动的结构物领域，并且向中小跨度范围进行延伸。例如，在横向的承重结构体系之中，在屋顶等跨度的结构之中，使用钢结构来对钢筋混凝土的结构进行取代，而钢筋混凝土的结构，则朝着竖向称重结构的方向发展，在功能上进行扬长避短，在不同的应用领域上有着不同的侧重点。但是从未来建筑领域的发展，以及建筑用钢量比重上来看，钢结构的用量会呈现出逐年不断上升的趋势，而混凝土的使用量则反之会递减。

2.4 钢结构的发展前景

现今，我国有发展钢结构所需的物质基础。近年来，钢材的质量和产量都在逐渐地提高，而钢材价格却在逐渐下降。因此，在建筑工程中，钢结构的成本相应地也会下降。和钢结构相互配套的新型的建材类型也被不断开发出来。还有，就钢结构技术来讲，现今，有诸多类型的钢结构新技术被开发出来，钢结构的设计与施工操作规程也不断地被完善，再者，钢结构专业人才不断增加，素质在实践中也得到来提高。在现代的建筑中，钢结构设计以及其运用日益变得专业化。钢结构设计的专业化能够在很大的程度上调整并且完善由于不了解钢模式和结构而造成的许多问题。钢结构的发展空间我们已经有目共睹，但要想在激烈的建筑市场中站稳脚跟，必须要跟上新时代的脚步，关键在于创新。根据国家的未来发展规划，新的经济增长点是在能源、交通、通讯、住宅、环保已经新材料的使用方面的建设，因此，钢结构领域还应不断“走出去”，不断促进钢结构制造业向海外发展，承担成套工厂装备与大型工程项目，真正将钢结构在更大的市场做大做强，才能使企业再竞争中立于不败之地。

3 结束语

综上所述，我国钢材方面和其他的国家相比较，虽然起步比较晚，但是钢结构建筑因为其自身优越的性能，在现今的建筑领域中，拥有具有较好的应用空间与发展前景。建筑的钢结构体系，其具有施工周期比较短、强度高、质量轻、钢材塑性、韧性较好以及抗震性能强等优点，因此，值得在实践中进行应用以及推广，促进建筑行业的不断发展。在未来，钢结构建筑的蓬勃发展，必定会成为未来建筑领域的一个发展趋势，不断带着建筑领域的蓬勃发展。

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