鋼結構設計在現代建筑中的應用

連晨彤

煙臺飛龍集團有限公司

鋼結構設計在現代建筑中的應用

連晨彤

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建筑的鋼結構施工技術對人們生活居住和辦公效果有著非常大的影響，并且決定了建筑使用功能和特點的展現。但是，受限于各種各樣的現實條件，鋼結構的施工存在著一些問題需要注意和解決。所以，工程人員對于超高層建筑的具體施工技術的掌握，對于施工的進程和建筑的質量有著重要的影響。本文對鋼結構設計在現代建筑中的應用進行了簡單分析，希望對將來的工程建設工作提供參考。

鋼結構；設計；現代建筑；應用

1、鋼結構設計在現代建筑中的應用優勢

1.1 鋼結構的塑性及韌性較好

鋼結構具有較好的塑性與韌性具體指的是，鋼結構建筑會在負載、超載嚴重的情況下，對作用力重新分配使應力變化幅度平緩，防止鋼結構斷裂現象的發生。這一特性也使鋼結構建筑具有良好的抗震效能。在地震發生的過程中鋼結構建筑通過自身發生塑性形變和彈性形變，一定程度上吸收了地震所帶來的力的破壞，達到了一定的抗震性目的。經過與多種建筑材料對比，全鋼結構的建筑抗震性具有明顯的優勢，保護效果最好。

1.2 鋼材的質地比較均勻

鋼材料因為其材料自身的性能和在力學計算方面具有的假定十分符合，與此同時，鋼材內部的組織結構接近各項的同性，鋼材質自身的波動范圍比較小，在建筑用材中，屬于理想的彈性材料，并且在一定的受力幅度范圍內，其屬于有著完全彈性的材料，工程力學計算結果和實際的受力狀態也比較符合，因此具有優勢。

1.3 鋼結構建筑需要的施工周期比較短

眾所周知，鋼結構設計相比較其他的建筑工程，受環境、氣候的影響較小，它主要是在工廠內部加工完成，再送到建筑場地直接組裝即可完工。這也就決定了它的施工相比較其他建筑所需工期較短，對施工場地周邊環境的影響也最低，符合文明施工的要求。而且鋼結構在加工、組裝的過程中，大部分依靠機械加工完成，這也從根本上決定了其施工速度較快，同時對施工場地以及施工人員要求較少，對工期比較緊張的建筑工程來說，具有明顯的優勢。鋼結構建筑大量的自動化生產，有效的降低了人工成本，提高了企業的經濟效益。

1.5 鋼結構符合我國綠色環保可持續發展政策

鋼結構設計在我國的現代建筑設計中具有較強的應用優勢，其主要原因就是符合可持續發展的戰略要求。鋼結構本身就是一種可循環利用的材料，在施工的過程中出現的廢料都可以回收再利用，減少了資源浪費情況的發生；鋼結構建筑在施工的過程中應用到的水泥、砂石等材料十分有限，這從根本上改善了施工現場臟亂差的施工環境，有利于實現文明施工，同時也有利于保護周邊環境，減輕了因施工對周邊環境的破壞。同時，鋼結構有毒氣體的排放量比較其他建筑材料的排放量要小很多，保護人體的健康，也更加綠色環保。綜上所述，都表明鋼結構建筑符合我國綠色建筑、綠色施工要求，同時也有利于降低施工成本，使企業獲得良好的經濟效益和社會效益。

2、現代鋼結構建筑的設計要點分析

2.1 防火保護設計

鋼結構雖然有較高的熔點，但在高溫情況下，鋼結構不可避免地會發生一些物理和化學性質的變化，所以，火災對鋼結構建筑的負面影響遠遠比想象的大。當溫度達到400℃時，鋼結構的強度和可承載壓力就會降低到平時的二分之一，一旦溫度達到600℃，那鋼結構的內部結構基本遭到完全破壞，失去所有的強度和剛度。所以，在進行鋼結構建筑設計時，必須考慮火災情況，對鋼結構進行防火保護。對鋼結構進行防火保護能有效地提高鋼結構的耐火性，延長鋼結構在火災中堅持的時間，降低火災對鋼結構建筑的破壞，同時也能避免火災引起的二次危害。

2.2 防腐保護設計

鋼結構的防侵蝕性一直以來都是建筑行業致力研究的課題。隨著建筑使用時間的增加，鋼結構不可避免地會暴露于室外，經過風雨等自然力的侵蝕必定會發生老化和生銹，不僅建筑的美觀度會受到影響，其穩定性和安全性也會大大降低。為了解決這類問題，各種鋼結構防腐材料應運而生。在鋼結構表面涂抹防銹、防腐，以及防火蝕涂料是當前鋼結構設計中最常見的做法之一。

2.3 污染防護設計

噪聲污染、光污染等是在建筑中較為常見的污染。噪聲污染就是建筑中的各種噪聲由于建筑結構的隔音效果不好而導致的噪聲傳播以及建筑結構設計的不合理導致的立體聲音圍繞效果不佳；光污染是指建筑內部結構設計的不合理導致光線影響居民的正常生活，除此之外，不合理的設計還會導致熱輻射無法有效進入室內。

3、鋼結構設計在現代建筑中的應用

伴隨著經濟的發展和時代的不斷地進步，我國各大中小城市的高層鋼結構設計如雨后春筍般拔地而起。鋼結構設計由于自身強度較高，并且和混凝土結構進行比較，其截面的面積比較小，因此有效的擴大了建筑實際的使用面積。鋼結構和混凝土結構的建筑物進行比較，其高層的鋼結構所有的主體截面，比高層的混凝土結構的主體截面要少一半，由于鋼結構自身路所有的重量較輕，大約是混凝土結構的二分之一，其結構自身的重量較小。因此，可以有效減少對于地震作用的響應，并且也可以減小結構設計的內力。與此同時，鋼結構適應高層建筑的科學研究、設計以及各項配套等要求，具有良好的應用空間各發展前景。目前，在我國不少的大中城市中，很多大型的高層建筑使用的都是鋼結構的建筑模式，經過實驗證明，其獲得了不錯的效果，并得到了多方的肯定與認同，如大家所熟悉的中央電視臺的辦公樓，就屬于比較典型的一個鋼結構建筑。

總而言之，雖然鋼結構建筑有著種種優點，但是我們也應該清楚地認識到，其并不是適用所有建筑施工情況。傳統的鋼筋混凝土結構建筑與鋼結構建筑相比有著明顯的不足，可就現在的建筑實際情況而言，我們還不能完全放棄混凝土結構的建筑方式。但相信，在不久的將來，鋼結構建筑將會克服一切缺點，成為最為主要的建筑結構模式。

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