我國建筑鋼結構設計規劃及發展

邊偉強BIAN Wei-qiang

1 概述

上海世博會展館的建設，對建筑、結構業內人士來講是一個“萬國建筑博物館”，幾乎所有的展館均采用了鋼結構，創造出了千姿百態形態各異的建筑風格，也說明鋼結構可以設計出建筑藝術精品。作為低碳環保的綠色建筑，鋼結構建筑理應為構建資源節約型、環境友好型社會發揮更大的作用。與鋼筋混凝土結構相比，鋼結構具有自重輕、強度高以及施工快等優點，因此，隨著國家經濟建設的發展，在大跨度空間、多層以及小高層住宅領域中，應用鋼結構產品的的領域不斷擴大。從西氣東送、西電東輸、南水北調、青藏鐵路、2008年奧運會場館設施、鋼結構住宅、西部大開發等建設實踐來看，一個發展建筑鋼結構行業和市場的勢頭正在我國出現。

2 改變傳統理念，提高設計水平

在上世紀80年代以前，設計單層廠房和多層廠房時，往往很自然的會不加思索的采用鋼筋砼結構，屋面結構體系采用預應力薄腹梁、大型屋面板。隨著鋼產量不斷增加，門式剛架重量輕、建設周期短、造價與鋼筋砼結構基本相同等的優越性被人們逐步接受。但多、高層鋼結構商住房由于深層次原因，推廣還是困難重重。

鋼結構在建筑領域的發展勢在必行，鋼結構一方面要得到人們的認知，更重要的是提高從業人員的設計水平和學術交流。現在有一些建筑、結構設計工程師對鋼結構體系概念并不清楚。都是由建筑師在既定的建筑方案基礎上進行設計與計算。結構體系選擇的優劣直接影響結構的經濟性、合理性。現在設計院的結構工程師習慣于“平法表示”，對鋼結構來講，節點構造和鋼承板鋪設方向對結構影響和樓板平面剛度尚不夠重視。節點構造在結構體系中無論對結構功能和用鋼量都占有重要地位，也直接影響造價，在設計圖中節點構造至少要提供剛接、鉸接的標準節點，只要圖示清楚就可以由制造廠在深化設計中完成。

隨著城市的快速發展，新的建筑不斷涌現，這些工程是由多專業交融在一起，業主、設計、施工盤根錯節，要創建一個好的、經得起時間檢驗和歷史記憶的建筑工程恐怕為數不多。

中國是一個建筑業大國，無論在建筑設計、結構設計和施工水平在60年代的“十大建筑”和我國援外的大型公共建筑和高層建筑都曾經走在世界前列，引起世界關注。而現在建筑業大發展時代很多城市地標建筑成為外國建筑師在中國的試驗場所，但并非完美，卻對中國鋼結構的設計和施工發展拓寬了視野，推動了鋼結構行業的快速發展。

現代建筑鋼結構設計應體現鋼結構的屬性和行之有效的時代特征的藝術品建筑。深厚的控制能力，秉承錯綜復雜的工藝技術，創造性的設計與精湛的施工工藝相結合。

3 施工圖設計

根據工藝、建筑要求及初步設計等，并經施工設計方案與計算等工作而編制的較高階段施工設計。施工圖作為方案設計的后續，其使得建筑設計作用更加貼近生活和施工。因此，要求設計師要加強對生活的體驗以及對建筑規范的透徹理解。通過一年多對大量施工圖的設計，屋面排水和節點大樣是施工圖設計的難點所在。如：在設計地下車庫以及人防工程的時候應當加深對《高層建筑防火規范》的理解，提高對樓梯梯階凈高的認識，以及布置的衛生間一定要滿足人性化的需要等。

4 施工圖詳圖設計繪制

鋼結構設計制圖作為鋼結構工程的基礎和指導，對鋼結構工程的質量和進度有著直接的影響。鋼結構制圖從內容和形式上分為鋼結構設計制圖階段劃分和深度、繪制鋼筋結構設計圖以及繪制鋼結構施工詳圖等。

鋼結構詳圖的繪制工作是為鋼結構的制作與安裝提供準確、完善、美觀的圖紙資料。施工圖按系統的劃分，可分為單跨廠房和多跨廠房；單跨廠房又可分為：鋼柱及柱間支撐系統、吊車梁系統、屋面系統及墻面系統等不同的系統。多跨廠房中：鋼柱及柱間支撐系統或墻面系統以“列”為單位，吊車梁系統或屋面系統以“跨”為單位進行系統劃分。施工圖詳圖應包括：建施圖、結施圖、水施圖、電施圖、總平圖、消防總平圖等。建施圖包括：圖紙目錄、建筑總說明、系統（平面、立面）圖；結施圖包括：圖紙目錄、結構總說明、系統（平面、立面）結構布置圖及相應構件詳圖。

5 總評規劃能力

只有通過工程實踐才能更深刻地理解規劃的知識并具備一定的動手能力。此外，努力多了解鋼結構設計理念動態和走向，努力尋求設計師與投商的完美結合以便于與甲方溝通。作為設計師，首先應通過國家現行規范和當地政府規定的容積率以及建筑密度等來宏觀控制；其次，作為一名成熟的設計師，還應當能確定基本柱網，選定建設風格以及貫通消防通道和小區路網等。

6 設計資料存檔

除鍛煉業務素質之外，還要注重與甲方的溝通，與同事的配合以及與施工方的交流。設計作為一項貫穿工程始末的工作，我們應當努力做好以下幾點：①培養自身業務能力以及增加對設計各環節的熟練度，多思考多吃苦以提高工作效率；②與同專業同事之間營造你追我趕的氛圍，要有不學習不上進就會被淘汰的意識；③加強與公司內部各設計人員之間的合作，多溝通多配合從而充分挖掘集體的潛力。

[1]楊兵.輕型鋼結構節點板三維設計方法的研究[D].河海大學，2002.

[2]曾裕林.空間網格結構計算機輔助設計系統研究[D].湖南大學，2003.

[3]李順新.基于面向對象技術的鋼結構標準件設計系統的研究與開發[D].武漢科技大學，2004.