關于鋼結構發展設計的思考

李天宇

（哈爾濱工大建筑工程有限公司，黑龍江 哈爾濱 150000）

1 鋼結構的優勢

1.1 鋼材是一種綠化環保建材

在進行施工時能夠防止由于砼濕作業而引起的噪聲、環境污染，拆卸比較方便、能夠回收后重復使用，而且使用鋼材所產生的有害氣體要比混凝土少65%。

1.2 制造的周期比較短，而且工業化程度高、 施工速度快

現在基本上都是工廠化的預制生產模式，建筑材料基本上都是成品或者是半成品，只要運送到工地上，就能組裝。而且工廠預制是全天候不間斷的作業，在進行現場施工時，就減少或者是取消了大量的鋼筋、砂、石等堆場，工地比較干凈、文明，城市道路衛生，沒有浮塵，施工機械雖說簡單然而其機械化程度比較高，減少了支模拆模這步驟。工廠預制加工，通常是批量生產，而且所生產的的鋼柱一吊就能夠達到3層半，大大縮短工期、減少人工，加工的精度比較高，尺寸誤差比較小，質量還有保證，一般來說一個多層住宅或者是跨度比較大的單層輕鋼廠房所建筑的時間大概3個月左右就可以了。這帶給了建筑施工革命性的變化。

1.3 自重比較輕

混凝土結構與鋼結構之間的自重比是1.6:1，因為鋼結構的負荷少，在有地震發生時，所產生的作用比較小，基礎能夠減少。

延展性好、韌性大，鋼結構自身的延性比較好，能夠起到抗震、抗風的作用，在產生較大變形的情況下，不容易倒塌，相對來說安全性提高了很多。

強度高而且力學性能好，非常的符合跨度大、高層的建筑需求，就梁高以及跨度比的角度看，鋼為1:24、鋼筋砼為1:12，這兩者之間差一倍，所以使用鋼結構能夠有效地降低層高以及建筑的總高度。

1.4 鋼材具有非常好的力學性能

比如說壓、剪、彎、拉，因此其平面可更靈活、跨度就可以更大。空間具有更大的創造性，能夠展示多種多樣的建筑風格，而且其造型還會很新穎，非常有利于建筑師們的發揮和創造。

1.5 綜合技術指標好，價格便宜

與混凝土結構相比，輕鋼結構的各種綜合技術指標比較好，而且造價比較適宜，工效提高了1/3左右，具有很強的安全度相比與跨度比較大的鋼筋混凝土排架結構，輕鋼結構建筑的造價要大概降低10%～20%。而且輕鋼多層建筑我國當前的技術是比較成熟的，雖說比磚混結構或者是鋼筋砼框架造價上還有一定差距，但是一般工程所使用的鋼材量十分大，那么在價格上便會有優惠，這樣工程的實際成本就與普通磚結構相差不多了。

2 鋼結構的發展與設計

2.1 發展進程

近些年來，隨著我國的經濟實力逐漸的增強以及社會發展的需要，鋼結構得到了很大的發展，逐漸形成了一些實力強大的龍頭企業，比如說寶鋼、鞍鋼等。鋼結構技術的應用發展我們可以大概的分為3個階段：第1階段是20世紀50年代，該階段是鋼結構的初盛時期，因為前蘇聯所援建的156項工程很多都是重型鋼結構；第2階段是20世紀的六七十年代，也就是限制利用時期，由于當時我國自身的鋼產量有限，再加之還要備戰，所以國家規定只要是能夠使用其他材料代替的物品，全不能使用鋼結構；第3階段是20世紀的80年代之后，由于這個時期我國已經處于改革開發，經濟也有了很大的提高，鋼產量開始連年攀升，針對這種情況，我國才開始鼓勵鋼結構建筑，這時鋼結構才開始被各方所關注以及使用。

2.2 設計發展

鋼結構設計主要是為了在當前技術的基礎上使用最少的物力、人力，獲得足夠的、可靠的、可以滿足所有功能要求的結構。因為對結構可靠性產生影響的因素是結構構件抗力、荷載效應，但是其基本變量全部具有不定性，因此最好使用統計數學來對結構功能的設計進行處理。然而因為人們的認識以及數學的進展是有局限性的，所以一般使用定值（或者是確定性）方法來對結構設計所包含的不定性進行處理。對于鋼結構建筑來說，結構是形象構成的一項非常重要的因素，其可以在節點、形體以及構件上對建筑的形象進行制約。只有建筑和結構的功能與設計做到一體化，建筑才可以更加的富有功能化，才能夠創造出集藝術、技術為一身的鋼結構建筑。

如今隨著鋼的生產量越來越大，鋼結構建筑設計也越來越多，廣泛的應用在各個方面。由于預制以及現澆混凝土結構是不可再生使用，而且現在人們也越來越追求與可循環使用、可再生以及低碳環保，現在很多的新建工業廠房基本上是鋼結構，并且這種建筑結構在未來也會應用在更多的方面，比如住宅。由此可得知，鋼結構具有很好的發展方向，特別是現在的建筑設計越來越趨向于高層或超高層，而且在建筑設計中鋼結構的用途之處變得越來越廣泛。

3 總結

雖然我國的鋼結構發展之路十分曲折，但是現在也取得了不小的成就，比如北京鳥巢所采用的全鋼結構，這在整個建筑發展史上也具有開創性意義。而且鋼結構具有安裝容易、有自重輕、抗震性能好、環境污染少等優點、被廣泛的應用于很多建筑，在加上鋼結構具有投資回收快、施工周期短，并且在工程報廢或者是受損之后，其中的鋼材還可以再利用等優點，深受各大投資者的青睞。

[1]永平.我國鋼結構建筑行業發展研究[J].建材發展導向，2012（02）.

[2]肖紅蓮.淺談鋼結構在土木工程中的應用[J].科技資訊，2012（03）.