论文部分内容阅读
【摘 要】钢结构因其强度高、质量轻、跨度大、可循乱利用以及可与其他材料组合等优点，成为现代建筑的常用结构。进行现代建筑设计的时候，要注意一些相关性的问题，了解现代建筑工艺，注意钢材的防腐，防火以及室内环境的舒适程度，考虑周全，减少低质量建筑的出现。钢结构建筑的发展前景很美好，我们要顺应时代潮流，不断加强对建筑设计的研究，建造出美观且实用的现代化精品建筑。本文主要阐述了现代钢结构建筑的特点及设计时需要注意的问题，并对钢结构建筑设计进行了分析。
【关键词】钢结构；建筑设计；方法
以钢结构为主体的建筑是现代空间结构发展的主流，钢结构建筑与钢筋混凝土、砌体、木结构建筑相比有一定的差别，钢结构建筑通常由型钢、钢管、钢板等制成的钢粱、钢柱、钢桁架等构件组成，有的还用钢铰线、钢丝绳束组成，其连接方式采用焊缝、螺栓或铆钉连接，探讨现代钢结构建筑设计具有重要的意义和价值。
一、现代钢结构的建筑特点
1.预工程化程度高，建设成本降低，工期缩短钢结构建筑模数协调统一标准实现了建筑工业化大规模生产，提高了建筑预工程化，使不同材料、不同形状和不同制造方法的建筑构配件具有一定的通用性和互换性。同时钢结构建筑的预工程化使材料加工和安装一体化，大大降低了建设成本；并且加快了施工速度，使工期能够缩短40%以上，从而加快了房地产开发商的资金周转速度，使建筑能更早投入使用。
2.建筑与结构的设计与功能一体化，使建筑更富有功能化在钢结构建筑中，结构成为形象构成的重要因素，结构的形体、构件、节点从很大程度上导致并制约着建筑的形象。建筑与结构的设计与功能只有做到一体化，才能使建筑更富有功能化，以便随后的各个设计环节进行下去，创造出技术与艺术融为一体的钢结构建筑。
3.钢结构建筑能够满足超高度和超跨度的要求，钢材组织均匀，接近于各向同性匀质体，强度高，弹性模量亦高。其密度与强度的比值远小于砖石、混凝土、木材，在同样受力情况下钢结构自重小，从而可以做成跨度较大和高度较高的结构以及灵活的结构形体。现在人类已具有建造跨度超过1000m的超大穹顶与高度超过1000m最高至4000m的超高层建筑的能力。并且钢索与膜结构相结合形成索膜结构体系更能满足建筑对跨度的要求，使这类型建筑成为标志性建筑。
二、钢结构建筑的设计方法
钢结构建筑的设计是钢结构成功地运用实例。为保证钢结构建筑合理有效的产生，良好精确的设计是关重要的。
1.钢结构建筑整体与局部精细设计，建筑的设计不仅仅在于外观上的美感，还在于建筑间的互相协调能力。钢结构建筑也是建筑的一种，它在具有钢结构建筑特殊性的同时也具有普通建筑的一般性。所以在满足钢结构特个性设计的同时，也必须满足一般建筑的共性。由于钢结构的特殊性，通常在建造钢结构建筑的时候，会导致部分细节部位出现偏差或者裸露在外。因而在设计钢结构建筑的时候，为力求建筑形象和建筑功能的完美结合的同时，设计复杂化和工程精细化也更加严苛。钢结构建筑具有牵一发而动全身的特点，每一个细节设计、制作、完成都有可能牵涉到整体的形成和完善。有的时候为了体现钢结构建筑独特的金属感，而将其部位、部件裸露在外。这样会更加增加建筑的难度。因而在对钢结构建筑设计时，细节的把握是至关重要的。对整个建筑而言，细节的较高质量将会带来更好地整体效果，为人们展示更美好的形象。
2.鋼结构建筑的稳定性设计，建筑稳定性的重要性不言而喻，是建筑完工后维护的重要工作，对建筑设计来说，稳定性也是很重要的考虑因素。建筑的稳定性设计也要分整体和细节来考虑，建筑的整个框架设计要符合建筑学、物理学等，要有科学的保障，可以通过计算进行验证；在细节部分，局部失去稳定性也会导致整体的稳定度，现在的钢建筑结构大多是按平面体制来设计，比如框架和桁架。而之后的设计要增加支撑结构，内部与整体相互结合，安装塔架或杆件等设施，以维持建筑的稳定。
3.钢结构建筑的形象设计，现代建筑注重形象的设计，也是建筑设计过程中的难点和关键部分，它的构思是由抽象到具体化的过程。设计思想融入科学性，使得建筑不仅徒有其表，建筑功能更是实用。在设计过程中，首先要考虑建筑的目的和当地的文化背景，向传统建筑和各个流派的建筑中学习，取其适合自己的；其次要将建筑的结构构思与形象构思相结合，在后续的设计工作中，与其他领域的专家讨论，力求完美；钢材还可以与其他材料结合，比如由钢构架与玻璃板组成的玻璃墙体，形式多样且显得高端大气，具有很强的艺术性效果。
4.钢结构对建筑立面设计的影响。钢结构的立面设计相对与混凝土的立面设计要轻松些灵活些。用混凝土结构进行立面设计时，由于粗大的梁柱和相对固定的柱网使得立面设计时略显捉襟见肘。而轻盈的钢结构可随意悬挂板材，维护结构的处理也相对灵活。比如在图书馆设计中使用大片的玻璃幕墙，采用混凝土结构则不得不将柱退后，将楼板挑出，再在楼板侧缘设置连接，如此柱与玻璃幕墙间的空间就不好用了，若挑梁则在玻璃幕墙后过于笨重。最后只得将楼板和幕墙分开，幕墙用独立的结构。而若采用钢结构，则可以直接在在钢柱上悬挂，同时轻盈的钢柱钢梁也不影响玻璃幕墙的视觉效果。
三、现代钢结构建筑设计时注意的问题
1.建筑内部环境的调节，钢材料是金属，传热性能很好，所以，在进行钢材结构建筑的设计时要注意对钢结构进行一定的处理，防止出现冬天冷夏天热的现象。可以在钢结构装置的四周放置一些吸收热量较好的材料结构，将热量导入室内，保持室内的温度；还可以提高建筑的阳光照入面积，把窗户的面积要设计的大些。除此之外，固体的传声性能较好，设计不合理会导致室内噪声过大影响居住舒适度，因此在选择建筑钢材料时，要选择最适合建筑的钢材料，考虑它的吸收声音性能；在建筑结构上也要考虑到噪声问题，要设计最佳的降低噪声的结构，将建筑内部的环境调节至最佳。
2.对钢结构自身的维护，钢材的优点很多，但是也有一些缺点。钢材是金属，容易受到外力的侵蚀老化，进而影响建筑的寿命。对此可以采用往钢材料上涂抹防腐材料的方法，对一些重要的建筑，也可以使用防侵蚀性能非常好的钢材；钢材也是一种耐火度较低的材料，在受到火灾高温的侵蚀下，本身的性能会降低，严重的时候甚至全部丧失，所以在建筑设计阶段也要考虑建筑的防火性能，可以采用在钢材表面涂抹防火材料，也可以使用新型的耐高温的保全板。建筑设计不光要考虑它的使用性能，它的美观性也是非常重要的一个方面。因此，在涂抹防火和保温材料时，可以同时涂抹装饰性的材料，保证建筑的美观。
钢结构形式对现代建筑设计理念和风格的确有着重大的影响，相对传统混凝土结构，钢结构拥有很多优点，但是我们也应看到钢结构在现实中的使用也受到很多限制，如材料成本、防火防腐、规范的不合理和我国施工精度的问题等。随着技术的进步和我国综合国力的提高，如果时机成熟钢结构必然会盛行，作为建筑设计人员也应在以后的设计中不断了解钢结构的内涵。
参考文献：
[1]黄友江.钢结构的稳定设计分析[J].黑龙江科技信息，2009，04.
[2]韩睿华.钢结构建筑大有可为[J].建筑设计管理，2011，04.
[3]李胜才，胡向磊，吴长平.技艺合一形意妙呈—钢结构体系工业建筑中钢构元素的艺术表达[J].工业建筑，2010（1）：56—59.
[4]李丹.现代钢结构建筑设计简介[J].建筑科学，2012.
【关键词】钢结构；建筑设计；方法
以钢结构为主体的建筑是现代空间结构发展的主流，钢结构建筑与钢筋混凝土、砌体、木结构建筑相比有一定的差别，钢结构建筑通常由型钢、钢管、钢板等制成的钢粱、钢柱、钢桁架等构件组成，有的还用钢铰线、钢丝绳束组成，其连接方式采用焊缝、螺栓或铆钉连接，探讨现代钢结构建筑设计具有重要的意义和价值。
一、现代钢结构的建筑特点
1.预工程化程度高，建设成本降低，工期缩短钢结构建筑模数协调统一标准实现了建筑工业化大规模生产，提高了建筑预工程化，使不同材料、不同形状和不同制造方法的建筑构配件具有一定的通用性和互换性。同时钢结构建筑的预工程化使材料加工和安装一体化，大大降低了建设成本；并且加快了施工速度，使工期能够缩短40%以上，从而加快了房地产开发商的资金周转速度，使建筑能更早投入使用。
2.建筑与结构的设计与功能一体化，使建筑更富有功能化在钢结构建筑中，结构成为形象构成的重要因素，结构的形体、构件、节点从很大程度上导致并制约着建筑的形象。建筑与结构的设计与功能只有做到一体化，才能使建筑更富有功能化，以便随后的各个设计环节进行下去，创造出技术与艺术融为一体的钢结构建筑。
3.钢结构建筑能够满足超高度和超跨度的要求，钢材组织均匀，接近于各向同性匀质体，强度高，弹性模量亦高。其密度与强度的比值远小于砖石、混凝土、木材，在同样受力情况下钢结构自重小，从而可以做成跨度较大和高度较高的结构以及灵活的结构形体。现在人类已具有建造跨度超过1000m的超大穹顶与高度超过1000m最高至4000m的超高层建筑的能力。并且钢索与膜结构相结合形成索膜结构体系更能满足建筑对跨度的要求，使这类型建筑成为标志性建筑。
二、钢结构建筑的设计方法
钢结构建筑的设计是钢结构成功地运用实例。为保证钢结构建筑合理有效的产生，良好精确的设计是关重要的。
1.钢结构建筑整体与局部精细设计，建筑的设计不仅仅在于外观上的美感，还在于建筑间的互相协调能力。钢结构建筑也是建筑的一种，它在具有钢结构建筑特殊性的同时也具有普通建筑的一般性。所以在满足钢结构特个性设计的同时，也必须满足一般建筑的共性。由于钢结构的特殊性，通常在建造钢结构建筑的时候，会导致部分细节部位出现偏差或者裸露在外。因而在设计钢结构建筑的时候，为力求建筑形象和建筑功能的完美结合的同时，设计复杂化和工程精细化也更加严苛。钢结构建筑具有牵一发而动全身的特点，每一个细节设计、制作、完成都有可能牵涉到整体的形成和完善。有的时候为了体现钢结构建筑独特的金属感，而将其部位、部件裸露在外。这样会更加增加建筑的难度。因而在对钢结构建筑设计时，细节的把握是至关重要的。对整个建筑而言，细节的较高质量将会带来更好地整体效果，为人们展示更美好的形象。
2.鋼结构建筑的稳定性设计，建筑稳定性的重要性不言而喻，是建筑完工后维护的重要工作，对建筑设计来说，稳定性也是很重要的考虑因素。建筑的稳定性设计也要分整体和细节来考虑，建筑的整个框架设计要符合建筑学、物理学等，要有科学的保障，可以通过计算进行验证；在细节部分，局部失去稳定性也会导致整体的稳定度，现在的钢建筑结构大多是按平面体制来设计，比如框架和桁架。而之后的设计要增加支撑结构，内部与整体相互结合，安装塔架或杆件等设施，以维持建筑的稳定。
3.钢结构建筑的形象设计，现代建筑注重形象的设计，也是建筑设计过程中的难点和关键部分，它的构思是由抽象到具体化的过程。设计思想融入科学性，使得建筑不仅徒有其表，建筑功能更是实用。在设计过程中，首先要考虑建筑的目的和当地的文化背景，向传统建筑和各个流派的建筑中学习，取其适合自己的；其次要将建筑的结构构思与形象构思相结合，在后续的设计工作中，与其他领域的专家讨论，力求完美；钢材还可以与其他材料结合，比如由钢构架与玻璃板组成的玻璃墙体，形式多样且显得高端大气，具有很强的艺术性效果。
4.钢结构对建筑立面设计的影响。钢结构的立面设计相对与混凝土的立面设计要轻松些灵活些。用混凝土结构进行立面设计时，由于粗大的梁柱和相对固定的柱网使得立面设计时略显捉襟见肘。而轻盈的钢结构可随意悬挂板材，维护结构的处理也相对灵活。比如在图书馆设计中使用大片的玻璃幕墙，采用混凝土结构则不得不将柱退后，将楼板挑出，再在楼板侧缘设置连接，如此柱与玻璃幕墙间的空间就不好用了，若挑梁则在玻璃幕墙后过于笨重。最后只得将楼板和幕墙分开，幕墙用独立的结构。而若采用钢结构，则可以直接在在钢柱上悬挂，同时轻盈的钢柱钢梁也不影响玻璃幕墙的视觉效果。
三、现代钢结构建筑设计时注意的问题
1.建筑内部环境的调节，钢材料是金属，传热性能很好，所以，在进行钢材结构建筑的设计时要注意对钢结构进行一定的处理，防止出现冬天冷夏天热的现象。可以在钢结构装置的四周放置一些吸收热量较好的材料结构，将热量导入室内，保持室内的温度；还可以提高建筑的阳光照入面积，把窗户的面积要设计的大些。除此之外，固体的传声性能较好，设计不合理会导致室内噪声过大影响居住舒适度，因此在选择建筑钢材料时，要选择最适合建筑的钢材料，考虑它的吸收声音性能；在建筑结构上也要考虑到噪声问题，要设计最佳的降低噪声的结构，将建筑内部的环境调节至最佳。
2.对钢结构自身的维护，钢材的优点很多，但是也有一些缺点。钢材是金属，容易受到外力的侵蚀老化，进而影响建筑的寿命。对此可以采用往钢材料上涂抹防腐材料的方法，对一些重要的建筑，也可以使用防侵蚀性能非常好的钢材；钢材也是一种耐火度较低的材料，在受到火灾高温的侵蚀下，本身的性能会降低，严重的时候甚至全部丧失，所以在建筑设计阶段也要考虑建筑的防火性能，可以采用在钢材表面涂抹防火材料，也可以使用新型的耐高温的保全板。建筑设计不光要考虑它的使用性能，它的美观性也是非常重要的一个方面。因此，在涂抹防火和保温材料时，可以同时涂抹装饰性的材料，保证建筑的美观。
钢结构形式对现代建筑设计理念和风格的确有着重大的影响，相对传统混凝土结构，钢结构拥有很多优点，但是我们也应看到钢结构在现实中的使用也受到很多限制，如材料成本、防火防腐、规范的不合理和我国施工精度的问题等。随着技术的进步和我国综合国力的提高，如果时机成熟钢结构必然会盛行，作为建筑设计人员也应在以后的设计中不断了解钢结构的内涵。
参考文献：
[1]黄友江.钢结构的稳定设计分析[J].黑龙江科技信息，2009，04.
[2]韩睿华.钢结构建筑大有可为[J].建筑设计管理，2011，04.
[3]李胜才，胡向磊，吴长平.技艺合一形意妙呈—钢结构体系工业建筑中钢构元素的艺术表达[J].工业建筑，2010（1）：56—59.
[4]李丹.现代钢结构建筑设计简介[J].建筑科学，2012.