钢结构设计在现代建筑中的应用

姚乐

摘 要：随着经济的不断发展，人们的建筑水平也在不断的提高，建筑的安全性、舒适性都有了很大程度的提升。钢结构设计最早应用于工业建筑设计中，随着技术的不断发展，其应用范围也越来越广泛。基于此，本文分析了钢结构在现代建筑应用中的优点以及缺点，并对钢结构在未来建筑中的发展进行了展望，希望能为钢结构的发展提供一定的借鉴。

关键词：钢结构；建筑工程；发展前景

中图分类号： TU3 文献标识码： A 文章编号： 1673-1069（2016）10-58-2

0 引言

钢结构主要指在建筑过程中应用钢材和其他新型的建筑材料，直接连接应用的建筑形式。目前，钢结构在我国的发展速度十分迅猛，已不再仅仅应用于工业建筑工程中，其应用的范围进一步扩大。例如，高层建筑、公共建筑、桥梁建设都应用了钢结构。钢结构具有较好的塑性、韧性而且质地均匀、造价低且环保，非常符合现代建筑的特点。為了更好的应用钢结构设计，了解钢结构的具体内容以及具体特性，加强对钢结构的研究具有重要的现实意义。

1 钢结构设计在现代建筑中的应用优势

1.1 钢结构的塑性及韧性较好

钢结构具有较好的塑性与韧性具体指的是，钢结构建筑会在负载、超载严重的情况下，对作用力重新分配使应力变化幅度平缓，防止钢结构断裂现象的发生。这一特性也使钢结构建筑具有良好的抗震效能。在地震发生的过程中钢结构建筑通过自身发生塑性形变和弹性形变，一定程度上吸收了地震所带来的力的破坏，达到了一定的抗震性目的。经过与多种建筑材料对比，全钢结构的建筑抗震性具有明显的优势，保护效果最好。

1.2 钢材的质地比较均匀

钢材料因为其材料自身的性能和在力学计算方面具有的假定十分符合，与此同时，钢材内部的组织结构接近各项的同性，钢材质自身的波动范围比较小，在建筑用材中，属于理想的弹性材料，并且在一定的受力幅度范围内，其属于有着完全弹性的材料，工程力学计算结果和实际的受力状态也比较符合，因此具有优势。

1.3 在高层建筑中钢结构应用的造价比较低

目前，钢结构在高层建筑过程中也得到了推广，它的应用不仅提高了高层建筑的安全性、可靠性，还大大降低了建筑成本，有助于获得更好的收益。钢结构相比较高层建筑应用的钢筋混凝土，其总成本比较低，而且钢结构的质量也比钢筋混凝土轻，运输费用也比较有优势。钢结构的应用在一定程度上也有利于缩短工期，人工费等其他费用也得到了有效的控制。由此可见，钢结构应用在高层建筑中具有较强的造价优势。

1.4 钢结构建筑需要的施工周期比较短

众所周知，钢结构设计相比较其他的建筑工程，受环境、气候的影响较小，它主要是在工厂内部加工完成，再送到建筑场地直接组装即可完工。这也就决定了它的施工相比较其他建筑所需工期较短，对施工场地周边环境的影响也最低，符合文明施工的要求。而且钢结构在加工、组装的过程中，大部分依靠机械加工完成，这也从根本上决定了其施工速度较快，同时对施工场地以及施工人员要求较少，对工期比较紧张的建筑工程来说，具有明显的优势。钢结构建筑大量的自动化生产，有效的降低了人工成本，提高了企业的经济效益。

1.5 钢结构符合我国绿色环保可持续发展政策

钢结构设计在我国的现代建筑设计中具有较强的应用优势，其主要原因就是符合可持续发展的战略要求。钢结构本身就是一种可循环利用的材料，在施工的过程中出现的废料都可以回收再利用，减少了资源浪费情况的发生；钢结构建筑在施工的过程中应用到的水泥、砂石等材料十分有限，这从根本上改善了施工现场脏乱差的施工环境，有利于实现文明施工，同时也有利于保护周边环境，减轻了因施工对周边环境的破坏。同时，钢结构有毒气体的排放量比较其他建筑材料的排放量要小很多，保护人体的健康，也更加绿色环保。综上所述，都表明钢结构建筑符合我国绿色建筑、绿色施工要求，同时也有利于降低施工成本，使企业获得良好的经济效益和社会效益。

2 钢结构设计在现代建筑中的应用缺点

虽然钢材的强度较高，但是相较于传统的建筑材料而言，其耐火性能以及耐腐蚀性能都不尽如人意。例如，高层钢结构建筑发生火灾，外界温度高达150℃时，钢材会产生熔融现象，其承载能力和稳定性能都会大幅度降低，高层建筑的安全性无法保证，严重时可能会发生垮塌。其次，钢材的耐腐蚀性较差，除非处于干燥的空气之中，如果周围存在相应的腐蚀介质，则极易发生锈蚀。在钢材发生锈蚀之后，其内部结构变得疏松，自身的密度变小，强度、硬度、韧性、承载能力等在建筑领域中极为重要的性质都很难保留。

3 钢结构设计在现代建筑中的主要特点

3.1 我国的钢结构设计非常注重建筑细节

钢结构建筑基本上都是钢件连接、组合而成，其主要构建也就是钢件。因此，在钢结构设计的过程中会布置许多连接点和连接位置，这些都属于钢结构的细节设计，直接影响钢结构的建筑质量。只有保证了钢结构连接细节设计的准确性和科学性，才能保障钢结构设计具有可行性，提高钢结构施工质量。钢结构建筑的施工方法基本相同，判别施工质量好坏主要有两个标准：一是，钢结构的施工技术是否科学且新颖；二是，钢结构施工方案的性价比如何。钢结构连接部分的细节设计对施工技术的选用，施工方案的成本都具有重要影响，对施工质量具有决定性的作用。

3.2 我国的钢结构设计是在建筑工程策划的基础上进行

为了更好的实现钢结构设计的使用性，我国在进行钢结构设计前，或先规划好钢结构建筑的整体施工方案，必须考虑钢结构施工方案的可行性和花费。钢结构的实际必须是在建筑工程规划的前提下进行的，同时这也就要求在进行钢结构设计时，还要结合施工现场条件和建筑需求。在符合我国建筑行业规定的前期下，设计出施工便利、投入资金少并且满足建筑需求的钢结构设计方案。

3.3 钢结构的发展前景

建筑钢结构有着很大的发展优势，主要体现在两方面：一方面，钢结构本身的建筑属性使其强度较高，而且应用灵活，与传统的建筑材料相比，可以更大程度的利用建筑空间，并且适合的建筑风格也比较多；另一方面，钢结构的成本花费也较原来的建筑材料有较大的优势。钢结构建筑施工受到环境、地形、气候等非人为因素的影响较小，大大缩短了工期。同时也减少了建筑垃圾的产生，降低了建筑施工成本，为我国可持续发展战略的开展做出了重要贡献。然而，其也有着自身的缺陷，只有将这些缺点弥补，才能够使之更加良好快速的发展。

钢结构在我国有良好的发展前景已经毋庸置疑，并且我国已经为钢结构的发展提供了较好的外部环境，具体变现在以下几方面：一是，钢材。随着科学技术的不断发展，钢材的产量和质量都得到了大幅度的提升，钢材价格呈下降趋势。这一情况可有效降低钢结构建筑的发展成本，促进钢结构建筑的发展。而且与钢结构建筑配套的建筑材料也不断的被研发出来，更是为钢结构建筑的发展创造了良好的条件；二是，钢结构设计和施工技术得到不断的完善和发展，这是钢结构大力发展的根本保障；三是，钢结构建筑专业人才队伍得到不断的发展和壮大，这也为钢结构建筑的发展奠定了基础，使钢结构建筑更加的专业化、标准化、科学化。虽然我国已经为钢结构建筑的发展提供了良好的外部环境，但要想保证钢结构建筑在激烈的市场竞争中立于不败之地，必须加强钢结构建筑的创新能力，时刻保持创新活力。同时，钢结构建筑的发展要与国家发展规划相适应，促进钢结构建筑向海外发展，真正的将钢结构做大做强。

4 结束语

综上所述，钢结构以其良好的自身特性在我国的建筑项目中得到越来越广泛的应用。它不仅能够缩短建筑周期、减少施工成本，还具有较强的抗震性能和环保性，使钢结构建筑既符合可持续发展战略的要求，也保证了建筑的安全性、可靠性，有助于企业获得良好的社会效益和经济效益。因此，钢结构建筑在未来的发展过程中具有良好的发展空间和发展前景，我们应加大对钢结构建筑应用的推广力度，促进我国建筑行业平稳、快速的发展。

参 考 文 献

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