現(xiàn)代鋼結(jié)構(gòu)建筑的設(shè)計(jì)探究

李偉群+李艷敏

摘 要：鋼結(jié)構(gòu)建筑的科技含量很高，結(jié)構(gòu)本身往往就是建筑表現(xiàn)，鋼結(jié)構(gòu)的表現(xiàn)與工藝不僅是實(shí)現(xiàn)形象構(gòu)思的必要手段，而且對(duì)建筑形象的影響極為顯著，這就決定了結(jié)構(gòu)構(gòu)思是形象構(gòu)思成功與否的關(guān)鍵所在，文章重點(diǎn)就現(xiàn)代鋼結(jié)構(gòu)建筑的設(shè)計(jì)進(jìn)行了探究。

關(guān)鍵字：鋼結(jié)構(gòu)：鋼結(jié)構(gòu)建筑：發(fā)展概況

中圖分類號(hào)：TU391 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

近年來，隨著鋼結(jié)構(gòu)建筑的應(yīng)用和發(fā)展，國內(nèi)鋼結(jié)構(gòu)市場(chǎng)不斷擴(kuò)大，導(dǎo)致全國各地大量新建和轉(zhuǎn)產(chǎn)鋼結(jié)構(gòu)制作安裝企業(yè)一擁而上，僅沈陽市就有各類鋼結(jié)構(gòu)制作安裝企業(yè)90余家。這里既有國內(nèi)知名的大型企業(yè)，也有不少個(gè)人承包的小作坊，良莠不齊。上述情況導(dǎo)致鋼結(jié)構(gòu)建筑發(fā)展中存在一些不容忽視的問題，國家有關(guān)部門應(yīng)對(duì)鋼結(jié)構(gòu)行業(yè)實(shí)施有效的宏觀管理，引導(dǎo)該行業(yè)在市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)條件下的健康有序發(fā)展，提高整個(gè)鋼結(jié)構(gòu)行業(yè)的整體水平。

1.鋼結(jié)構(gòu)建筑設(shè)計(jì)

鋼結(jié)構(gòu)建筑設(shè)計(jì)的構(gòu)思成功關(guān)鍵所在是技術(shù)構(gòu)思，特別是在建筑創(chuàng)作中設(shè)計(jì)構(gòu)思與結(jié)構(gòu)構(gòu)思應(yīng)該是一體化的，而在方案設(shè)計(jì)的深化中，需要同結(jié)構(gòu)工程師，設(shè)備工程師，有時(shí)包括機(jī)械工程師密切配合。此時(shí)技術(shù)表現(xiàn)是自然而然的事情，無論是空間形式，形式體量還是構(gòu)造節(jié)點(diǎn)與其結(jié)構(gòu)形式相比都顯得尤為重要。建筑形象的構(gòu)思是一個(gè)由概念形象的創(chuàng)作過程，是建筑創(chuàng)作的難點(diǎn)之一，也是建筑設(shè)計(jì)中備受關(guān)注的核心問題之一。現(xiàn)代科學(xué)思維被融入到建筑學(xué)之中，建筑設(shè)計(jì)的宗旨從單純的追求美發(fā)展到追求問題的合理解決，回顧工業(yè)革命以來建筑與科學(xué)技術(shù)關(guān)系的發(fā)展，可以明顯地發(fā)現(xiàn)建筑對(duì)技術(shù)變革反應(yīng)的遲滯性。近年來，新項(xiàng)目的規(guī)劃、建筑和景觀設(shè)計(jì)方法發(fā)生了巨大的變化。設(shè)計(jì)的復(fù)雜化與精致度要求越來越高，對(duì)細(xì)部設(shè)計(jì)要求也越來越高。細(xì)部設(shè)計(jì)決定一個(gè)地方最終是否得到確認(rèn)及其質(zhì)量。在現(xiàn)代鋼結(jié)構(gòu)建筑中，各種金屬結(jié)構(gòu)桿件，連接金屬桿件的節(jié)點(diǎn)細(xì)部，使建筑帶有強(qiáng)烈的科技感。各種細(xì)部看起來都非常精致，從中不僅體現(xiàn)出技術(shù)美，而且體現(xiàn)出人的智慧和能力。

2.現(xiàn)代鋼結(jié)構(gòu)中建筑的設(shè)計(jì)

2.1防火保護(hù)的設(shè)計(jì)

火災(zāi)是對(duì)鋼結(jié)構(gòu)建筑的最大危害，鋼材雖為非燃燒材料，但鋼不耐火，溫度為400 度時(shí)，鋼材的屈服強(qiáng)度將降至室溫下強(qiáng)度的1/2;溫度達(dá)到600 度時(shí)，鋼材基本損失全部強(qiáng)度和剛度，因此當(dāng)建筑采用無防火保護(hù)措施的鋼結(jié)構(gòu)時(shí)，一旦發(fā)生火災(zāi)，很容易使建筑損壞。從發(fā)生的鋼結(jié)構(gòu)建筑火災(zāi)案例可以發(fā)現(xiàn)兩類現(xiàn)象。防火保護(hù)的鋼結(jié)構(gòu)在火災(zāi)中沒有達(dá)到規(guī)定的耐火時(shí)間而破壞;防火保護(hù)的鋼結(jié)構(gòu)在火災(zāi)中超過了預(yù)期的耐火時(shí)間而沒有破壞。建筑的構(gòu)造防火問題一般在鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)上較易解決，而在鋼結(jié)構(gòu)建筑上則需考慮更多的因素。

2.2防腐保護(hù)的設(shè)計(jì)

鋼材如果長時(shí)間暴露在室外受到風(fēng)雨等自然力的侵蝕，必然會(huì)生銹老化，其自身承載力會(huì)下降，建筑的美觀也會(huì)受影響。因此防腐問題也是鋼結(jié)構(gòu)建筑設(shè)計(jì)需要解決的常見問題，目前的做法主要是采用新型防腐和構(gòu)造材料。在實(shí)際建筑設(shè)計(jì)中設(shè)計(jì)人員在遇到鋼結(jié)構(gòu)建筑時(shí)，對(duì)所設(shè)計(jì)的建筑都做出特別的要求，如涂刷防銹涂料，防火涂料屬于油漆類。防火涂料一般做法為先刷紅丹防銹底漆2度，再刷鋼結(jié)構(gòu)面漆2度（ 面漆顏色由甲方定） 。另外對(duì)鋼結(jié)構(gòu)建筑的鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件施工也有確定的要求，如構(gòu)件出廠前涂紅丹防銹底漆1道;鋼結(jié)構(gòu)安裝調(diào)整后，將其清洗干凈，然后再刷1度底漆，2度面漆。然而現(xiàn)在雖然有各種不同類型的防腐涂料，但較為有效的防腐涂料還需從外國進(jìn)口，隨著中國綜合國力的增強(qiáng)，中國也將會(huì)生產(chǎn)出更優(yōu)秀的新型防腐涂料。

2.3污染防護(hù)的設(shè)計(jì)

外部環(huán)境對(duì)建筑的熱輻射主要從兩個(gè)方面影響建筑的熱環(huán)境。透過窗戶進(jìn)入室內(nèi)，并被室內(nèi)表面所吸收，產(chǎn)生了加熱的效果;被建筑的外圍護(hù)結(jié)構(gòu)表面吸收，其中一部分熱量通過建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的熱傳導(dǎo)逐漸進(jìn)入室內(nèi)。在一些建筑大廳中，尤其是在音樂廳中頂棚反射板增加的反射聲幾乎同時(shí)到達(dá)聽眾的雙耳，缺少側(cè)向反射帶來的圍繞感。在這類建筑的設(shè)計(jì)中，需要綜合考慮材料的使用，包括吸聲性能以及裝飾性、強(qiáng)度、防火、吸濕、加工等多方面。目前廣泛地應(yīng)用于音質(zhì)設(shè)計(jì)和噪聲控制中的解決途徑是吸聲材料和吸聲結(jié)構(gòu)。噪聲與建筑密不可分，噪聲污染的防治與治理已經(jīng)成為建筑聲學(xué)重要的組成部分。噪聲規(guī)劃、噪聲控制等理論也逐漸演化開來。對(duì)于旅館、公用建筑、民用住宅人們對(duì)安靜的要求也越來越重視，并盡量靠近聲源，會(huì)提高隔聲效果。一般隔聲間外墻使用隔聲性能較好的材料或結(jié)構(gòu)，如磚、混凝土、紙面石膏板墻等，觀察部分使用隔聲窗，進(jìn)出部分使用隔聲門。

3.現(xiàn)代鋼結(jié)構(gòu)建筑設(shè)計(jì)的趨勢(shì)分析

高效性能鋼材主要是指鋼材的強(qiáng)度比較高，塑性和韌性也比較好，耐火性能優(yōu)良，價(jià)格比較適中的鋼材，也包括用高效性能鋼材生產(chǎn)出的具有良好截面特性的型材等。研發(fā)出高效性能的鋼材并應(yīng)用于鋼結(jié)構(gòu)建筑上，可以提高鋼結(jié)構(gòu)建筑的承載能力，降低鋼結(jié)構(gòu)建筑的造價(jià)。充分發(fā)揮每一種結(jié)構(gòu)形式的優(yōu)點(diǎn)，促進(jìn)結(jié)構(gòu)形式的發(fā)展，形成諸如組合結(jié)構(gòu)、雜交結(jié)構(gòu)、預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)等新型結(jié)構(gòu)形式，以達(dá)到節(jié)約材料、降低造價(jià)的目的，是今后發(fā)展鋼結(jié)構(gòu)建筑中值得研究的課題。加強(qiáng)設(shè)計(jì)計(jì)算方法的改進(jìn)，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)考慮優(yōu)化理論的運(yùn)用，人們已經(jīng)做了大量的工作，今后還應(yīng)繼續(xù)研究改進(jìn)。在設(shè)計(jì)計(jì)算中引入計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)及繪圖，編制通用或?qū)Ｓ玫挠?jì)算軟件，改進(jìn)計(jì)算手段，提高設(shè)計(jì)計(jì)算的準(zhǔn)確度和效率。輕型鋼結(jié)構(gòu)建筑是以輕型高效鋼材和輕質(zhì)高效維護(hù)材料組裝而成的低層或多層鋼材料建筑，具有非常突出的優(yōu)點(diǎn)，屬于綠色環(huán)保建筑體系，是我國今后一段時(shí)期內(nèi)重點(diǎn)發(fā)展的新型鋼結(jié)構(gòu)建筑體系。鋼結(jié)構(gòu)住宅建筑是住宅建筑的一個(gè)分支，它是以鋼結(jié)構(gòu)為骨架，配以多種復(fù)合材料做成的輕型墻板和樓板拼裝而成。所用材料絕大部分為工廠標(biāo)準(zhǔn)化、系列化、批量化生產(chǎn)，現(xiàn)場(chǎng)經(jīng)過簡單拼裝即可，磚、瓦、砂、石的現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)極少，是住宅產(chǎn)業(yè)現(xiàn)代化的一個(gè)標(biāo)志。

參考文獻(xiàn)：

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