淺析現代鋼結構建筑設計

李豐田

（赤峰市松山區建筑工程質量安全監督站，內蒙古 赤峰 024000）

1 鋼結構優點

1.1 材料優越

鋼結構是一種新型材料，與傳統材料相比輕質更高，力學性能更好，承受動荷載的能力更強。因此，鋼結構更加符合高層建筑和大跨結構的要求，在建筑領域充分發揮作用。目前，鋼結構已應用于高層建筑、大跨建筑和一部分公關建筑，并逐漸向建筑工程的各個領域延伸。

1.2 施工速度快

鋼結構在工廠直接生產，成品直接運到施工現場進行焊接或整體組裝，不受時間限制，可全天作業。鋼結構強度大，可做勁性結構承擔結構荷載和施工荷載，在施工時不用額外支橫、拆模，大大降低施工成本，加快施工速度。

1.3 綠色環保

鋼結構對資源和能源的利用率較低，對環境破壞較少，是一項綠色環保的新型材料。

（1）鋼材料可以回收循環利用，在建造過程中有害氣體的排放較少，是一種高能效、高強度的材料。

（2）鋼結構的生產是在工廠中，生產周期短，對環境影響很小，在安裝過程中對砂、石、土和水泥等散料的應用很少，避免了傳統工藝中的噪聲污染和塵土飛揚的問題。

（3）鋼結構適應性強，可以和各種不同的材料同時使用，實現墻體的綜合改革。

1.4 外形美觀

鋼結構輕盈通透，可以創造出多種不同的空間和形態，使整體建筑美觀大方，創造出新奇的建筑形象。

2 鋼結構建筑特點

我國鋼結構的推廣和發展受到一些客觀條件的制約，其中最主要的問題之一就是設計力量過弱。國內建筑設計師和工程師對鋼結構的了解程度很低，在建筑的設計和施工階段沒能充分考慮鋼結構在建筑中的優勢，在設計中沒有考慮鋼結構在建筑中的應用，只考慮傳統的混凝土結構。這樣就降低了建筑在設計中的創新性，設計師和工程師對建筑的設計缺乏創新意識，恪守成規，對鋼結構建筑的研究和理解不夠。建筑單位的設計部門在建筑工程的項目設計階段要嚴格按照實際的項目預算來進行設計，不能隨便更改原有設計，不能讓其他因素的影響和干擾擅自修改項目的設計，使預計成本與實際成本相差過多，干擾工程的繼續實施，否則工程建設會因此受到影響，使企業利潤下降。

2.1 鋼結構建筑的空間形態

2.1.1 多樣性

鋼結構非常的靈活，鋼結構建筑可利用鋼結構的靈活性表現出各種不同的空間形態。鋼結構還可以與斜面和曲面相結合，建造出更加藝術、更加新奇有趣的建筑空間，改變單純的四邊形空間設計。

2.1.2 結構呈線性

鋼結構主要的傳力結構是桿件，桿件結構大多都是線性。鋼結構中鋼材具有高強高效的特性，結構構件較小，但是通透性好。因此，通常用鋼結構作為屋內采光的頂界面，這樣既可以使頂部明亮開敞，又能盡可能多的引入自然光線。有時也在側面引入鋼結構，使建筑通透開敞。

2.2 鋼結構建筑的形態特征

鋼結構建筑與傳統的混凝土結構相比造型更加新穎獨特，鋼結構使建筑展現出輕盈靈活的感覺，使建筑更加精美。在鋼結構建筑上為了使建筑形象更加生動，通常采用曲線結構，這樣頂面和側面沒有明顯的分界線，更加有利于力的傳遞。

2.3 鋼結構使建筑預工程化程度升高

鋼結構建筑模數協調統一標準實現了建筑工業化大規模生產，提高了建筑預工程化，使不同材料、不同形狀和不同制造方法的建筑構配件具有一定的通用性和互換性。同時，鋼結構建筑的預工程化使材料加工和安裝一體化，大大降低了建設成本；并且加快了施工速度，使工期能夠縮短40%以上，從而加快了房地產開發商的資金周轉速度，使建筑能更早投入使用。

2.4 建筑與結構的設計一體化

在鋼結構建筑中，結構成為形象構成的重要因素，結構的形體、構件、節點從很大程度上導致并制約著建筑的形象。建筑與結構的設計與功能只有做到一體化，才能使建筑更富有功能化，以便隨后的各個設計環節進行下去，創造出技術與藝術融為一體的鋼結構建筑。北京2008年奧運會國家體育場投標方案中有許多方案都體現了鋼結構建筑的這一特點。例如清華大學建筑設計院設計的可開合式方案，在體育場大屋面的中央設置兩個半圓型的玻璃頂面，同時相對旋轉、平行滑動完成大屋面的開合；又如中國建筑設計研究院場館方案外觀即為建筑的結構，形象完美純凈，功能與結構達到了完美的統一；還有日本株式會社建筑事務所設計的折疊式方案，屋頂由懸臂的鋼架結構支承，可在30min內完成開閉的動作，確保全年的比賽及活動不受天氣影響。

建筑工程與人類的生活息息相關，建筑工程的質量會影響到人們的生活質量，甚至還會影響人們的生命財產安全。因此，我們要認真分析建筑過程中可能會出現的問題，結合施工地的環境情況，找出問題發生的原因，作好預防措施。同時，我們還要加強施工人員的專業素質，加強施工隊伍建設，嚴格按照國家的施工標準進行施工，避免建筑過程中質量問題的發生。

3 結語

隨著科學技術的進步，人們對建筑越來越高的要求必然會使鋼結構在建筑中的應用越來越廣泛。鋼結構建筑不僅外觀美觀獨特，質量也是有所保證的。因此，我們要充分意識到鋼結構廣闊的應用前景，結合鋼結構的特點，將鋼結構推廣到各個領域的建筑中，與藝術和技術有機的結合在一起，加快我國建筑工程發展的腳步。

[1] 劉錫良.現代建筑鋼結構的人情化設計理論.第一屆全國現代結構工程學術報告會，2004.6.

[2] 范興國.淺談鋼結構高層建筑防火.建筑·建材·裝飾，2009，10（4）.

[3] 施麗彥.鋼結構建筑的造型語匯與發展初探.2005.1.