钢结构设计在现代建筑中的应用

钢结构设计在现代建筑中的应用

连晨彤

烟台飞龙集团有限公司

摘要：建筑的钢结构施工技术对人们生活居住和办公效果有着非常大的影响，并且决定了建筑使用功能和特点的展现。但是，受限于各种各样的现实条件，钢结构的施工存在着一些问题需要注意和解决。所以，工程人员对于超高层建筑的具体施工技术的掌握，对于施工的进程和建筑的质量有着重要的影响。本文对钢结构设计在现代建筑中的应用进行了简单分析，希望对将来的工程建设工作提供参考。

关键词：钢结构；设计；现代建筑；应用

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 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、现代钢结构建筑的设计要点分析

2.1 防火保护设计

钢结构虽然有较高的熔点，但在高温情况下，钢结构不可避免地会发生一些物理和化学性质的变化，所以，火灾对钢结构建筑的负面影响远远比想象的大。当温度达到400℃时，钢结构的强度和可承载压力就会降低到平时的二分之一，一旦温度达到600℃，那钢结构的内部结构基本遭到完全破坏，失去所有的强度和刚度。所以，在进行钢结构建筑设计时，必须考虑火灾情况，对钢结构进行防火保护。对钢结构进行防火保护能有效地提高钢结构的耐火性，延长钢结构在火灾中坚持的时间，降低火灾对钢结构建筑的破坏，同时也能避免火灾引起的二次危害。

2.2 防腐保护设计

钢结构的防侵蚀性一直以来都是建筑行业致力研究的课题。随着建筑使用时间的增加，钢结构不可避免地会暴露于室外，经过风雨等自然力的侵蚀必定会发生老化和生锈，不仅建筑的美观度会受到影响，其稳定性和安全性也会大大降低。为了解决这类问题，各种钢结构防腐材料应运而生。在钢结构表面涂抹防锈、防腐，以及防火蚀涂料是当前钢结构设计中最常见的做法之一。

2.3 污染防护设计

噪声污染、光污染等是在建筑中较为常见的污染。噪声污染就是建筑中的各种噪声由于建筑结构的隔音效果不好而导致的噪声传播以及建筑结构设计的不合理导致的立体声音围绕效果不佳；光污染是指建筑内部结构设计的不合理导致光线影响居民的正常生活，除此之外，不合理的设计还会导致热辐射无法有效进入室内。

3、钢结构设计在现代建筑中的应用

伴随着经济的发展和时代的不断地进步，我国各大中小城市的高层钢结构设计如雨后春笋般拔地而起。钢结构设计由于自身强度较高，并且和混凝土结构进行比较，其截面的面积比较小，因此有效的扩大了建筑实际的使用面积。钢结构和混凝土结构的建筑物进行比较，其高层的钢结构所有的主体截面，比高层的混凝土结构的主体截面要少一半，由于钢结构自身路所有的重量较轻，大约是混凝土结构的二分之一，其结构自身的重量较小。因此，可以有效减少对于地震作用的响应，并且也可以减小结构设计的内力。与此同时，钢结构适应高层建筑的科学研究、设计以及各项配套等要求，具有良好的应用空间各发展前景。目前，在我国不少的大中城市中，很多大型的高层建筑使用的都是钢结构的建筑模式，经过实验证明，其获得了不错的效果，并得到了多方的肯定与认同，如大家所熟悉的中央电视台的办公楼，就属于比较典型的一个钢结构建筑。

总而言之，虽然钢结构建筑有着种种优点，但是我们也应该清楚地认识到，其并不是适用所有建筑施工情况。传统的钢筋混凝土结构建筑与钢结构建筑相比有着明显的不足，可就现在的建筑实际情况而言，我们还不能完全放弃混凝土结构的建筑方式。但相信，在不久的将来，钢结构建筑将会克服一切缺点，成为最为主要的建筑结构模式。

参考文献：

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[2]卫永梅.预制式钢结构建筑在装配式变电站中的应用[J].中国建筑金属结构，2016，09：56-60.

[3]朱敏芳.探究钢结构在高层民用建筑工程中的应用[J].价值工程，2016，27：122-124.