鋼結構設計在現代建筑中的應用

姚樂

摘 要：隨著經濟的不斷發展，人們的建筑水平也在不斷的提高，建筑的安全性、舒適性都有了很大程度的提升。鋼結構設計最早應用于工業建筑設計中，隨著技術的不斷發展，其應用范圍也越來越廣泛。基于此，本文分析了鋼結構在現代建筑應用中的優點以及缺點，并對鋼結構在未來建筑中的發展進行了展望，希望能為鋼結構的發展提供一定的借鑒。

關鍵詞：鋼結構；建筑工程；發展前景

中圖分類號： TU3 文獻標識碼： A 文章編號： 1673-1069（2016）10-58-2

0 引言

鋼結構主要指在建筑過程中應用鋼材和其他新型的建筑材料，直接連接應用的建筑形式。目前，鋼結構在我國的發展速度十分迅猛，已不再僅僅應用于工業建筑工程中，其應用的范圍進一步擴大。例如，高層建筑、公共建筑、橋梁建設都應用了鋼結構。鋼結構具有較好的塑性、韌性而且質地均勻、造價低且環保，非常符合現代建筑的特點。為了更好的應用鋼結構設計，了解鋼結構的具體內容以及具體特性，加強對鋼結構的研究具有重要的現實意義。

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 在高層建筑中鋼結構應用的造價比較低

目前，鋼結構在高層建筑過程中也得到了推廣，它的應用不僅提高了高層建筑的安全性、可靠性，還大大降低了建筑成本，有助于獲得更好的收益。鋼結構相比較高層建筑應用的鋼筋混凝土，其總成本比較低，而且鋼結構的質量也比鋼筋混凝土輕，運輸費用也比較有優勢。鋼結構的應用在一定程度上也有利于縮短工期，人工費等其他費用也得到了有效的控制。由此可見，鋼結構應用在高層建筑中具有較強的造價優勢。

1.4 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 鋼結構設計在現代建筑中的應用缺點

雖然鋼材的強度較高，但是相較于傳統的建筑材料而言，其耐火性能以及耐腐蝕性能都不盡如人意。例如，高層鋼結構建筑發生火災，外界溫度高達150℃時，鋼材會產生熔融現象，其承載能力和穩定性能都會大幅度降低，高層建筑的安全性無法保證，嚴重時可能會發生垮塌。其次，鋼材的耐腐蝕性較差，除非處于干燥的空氣之中，如果周圍存在相應的腐蝕介質，則極易發生銹蝕。在鋼材發生銹蝕之后，其內部結構變得疏松，自身的密度變小，強度、硬度、韌性、承載能力等在建筑領域中極為重要的性質都很難保留。

3 鋼結構設計在現代建筑中的主要特點

3.1 我國的鋼結構設計非常注重建筑細節

鋼結構建筑基本上都是鋼件連接、組合而成，其主要構建也就是鋼件。因此，在鋼結構設計的過程中會布置許多連接點和連接位置，這些都屬于鋼結構的細節設計，直接影響鋼結構的建筑質量。只有保證了鋼結構連接細節設計的準確性和科學性，才能保障鋼結構設計具有可行性，提高鋼結構施工質量。鋼結構建筑的施工方法基本相同，判別施工質量好壞主要有兩個標準：一是，鋼結構的施工技術是否科學且新穎；二是，鋼結構施工方案的性價比如何。鋼結構連接部分的細節設計對施工技術的選用，施工方案的成本都具有重要影響，對施工質量具有決定性的作用。

3.2 我國的鋼結構設計是在建筑工程策劃的基礎上進行

為了更好的實現鋼結構設計的使用性，我國在進行鋼結構設計前，或先規劃好鋼結構建筑的整體施工方案，必須考慮鋼結構施工方案的可行性和花費。鋼結構的實際必須是在建筑工程規劃的前提下進行的，同時這也就要求在進行鋼結構設計時，還要結合施工現場條件和建筑需求。在符合我國建筑行業規定的前期下，設計出施工便利、投入資金少并且滿足建筑需求的鋼結構設計方案。

3.3 鋼結構的發展前景

建筑鋼結構有著很大的發展優勢，主要體現在兩方面：一方面，鋼結構本身的建筑屬性使其強度較高，而且應用靈活，與傳統的建筑材料相比，可以更大程度的利用建筑空間，并且適合的建筑風格也比較多；另一方面，鋼結構的成本花費也較原來的建筑材料有較大的優勢。鋼結構建筑施工受到環境、地形、氣候等非人為因素的影響較小，大大縮短了工期。同時也減少了建筑垃圾的產生，降低了建筑施工成本，為我國可持續發展戰略的開展做出了重要貢獻。然而，其也有著自身的缺陷，只有將這些缺點彌補，才能夠使之更加良好快速的發展。

鋼結構在我國有良好的發展前景已經毋庸置疑，并且我國已經為鋼結構的發展提供了較好的外部環境，具體變現在以下幾方面：一是，鋼材。隨著科學技術的不斷發展，鋼材的產量和質量都得到了大幅度的提升，鋼材價格呈下降趨勢。這一情況可有效降低鋼結構建筑的發展成本，促進鋼結構建筑的發展。而且與鋼結構建筑配套的建筑材料也不斷的被研發出來，更是為鋼結構建筑的發展創造了良好的條件；二是，鋼結構設計和施工技術得到不斷的完善和發展，這是鋼結構大力發展的根本保障；三是，鋼結構建筑專業人才隊伍得到不斷的發展和壯大，這也為鋼結構建筑的發展奠定了基礎，使鋼結構建筑更加的專業化、標準化、科學化。雖然我國已經為鋼結構建筑的發展提供了良好的外部環境，但要想保證鋼結構建筑在激烈的市場競爭中立于不敗之地，必須加強鋼結構建筑的創新能力，時刻保持創新活力。同時，鋼結構建筑的發展要與國家發展規劃相適應，促進鋼結構建筑向海外發展，真正的將鋼結構做大做強。

4 結束語

綜上所述，鋼結構以其良好的自身特性在我國的建筑項目中得到越來越廣泛的應用。它不僅能夠縮短建筑周期、減少施工成本，還具有較強的抗震性能和環保性，使鋼結構建筑既符合可持續發展戰略的要求，也保證了建筑的安全性、可靠性，有助于企業獲得良好的社會效益和經濟效益。因此，鋼結構建筑在未來的發展過程中具有良好的發展空間和發展前景，我們應加大對鋼結構建筑應用的推廣力度，促進我國建筑行業平穩、快速的發展。

參 考 文 獻

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