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1、试论现代的钢结构建筑之设计【摘要】最近一些年以来，由于钢结构的建筑具备对环境的破坏 以及 污染比较少，而且高的材料回收率和高的可再生利用率，同时又 符合适应可持续发展的标准要求等等众多的被人们所认同的优点，所 以钢结构建筑受到了人们的广泛欢迎、应运而生。那么接下来，在本 文中，笔者就对现代的钢结 构建筑之设计的优秀特点做以简略的介绍，同时对钢结构建筑所面对的问题加 以分析。1 .现代的钢结构建筑优秀特点1.1 预工程化程度得以提高，建设成本得以降低 现代的钢结构建筑的模 数协调、 统一标准这一特点使得建筑的工 业化、规模化生产得以实现，使得 预工程化得以提高，同时由于现代 钢结构建筑提高了的预
2、工程化，也使材料加 工以及安装实现了一体 化，从而大大的降低了建设使用成本。1.2 使建筑更具一体化、功能化在现代钢结构建筑形象构成中，结构成为了其中必不可少的一个 重要因素，无论是结构的形体、构件，还是节点都在很大程度上影响并制约、决定着建筑的形象好坏。只有在建筑与结构相互之间的设计达到一体化时，才能 使得建筑看起来更富有功能化，这样也以便在要 继续的各个设计单元中， 很好地进行下去，从而才能够创造出使得技术与艺术相互融为一体的现代钢结 构建筑。1.3 满足了超高度以及超跨度的标准要求 钢材的组织不仅仅均匀，而且 和各向同性的匀质体也比较接近， 强度高，同时弹性模量亦高。它的密度与强度比值远
3、远小于像砖石、混凝土以及木材等材料，在受力一样的情况下，钢结构自重是很小的， 从而，就可以用它做成满足跨度、高度 都比较高的要求结构，以及灵活多变的结构形体。1.4 可以使原材料循环使用，有利于环保需要和可持续发展 我国的资源、 能源短缺程度是大家有目共睹的，所以发展钢结构 对我国的意义、 重要性是不言而喻的，在世界上砖砌体建筑以及混凝 土建筑国家和地区中，中国是一个大国。钢材这种材料具有高强度和 高效能，有很高的可观的再循环价值， 像边角料都有价值，是不需要 制模以及施工的，所以说钢结构建筑有利于环保 需要和可持续发展。2现代的钢结构建筑设计所存在、面临的问题2.1 防火问题 在对现代钢结构
4、建筑的危害和威胁里，火灾是最大的一个。钢材虽然是一种非燃烧、不可燃的材料，但是，钢材不耐火，当温度达到400C 时，其屈服强度就会降至到一般室温下，强度的一半；当温度 达到了 600C的 时侯，钢材就差不多没了全部强度以及刚度。因此，当建筑使用了一点防火防治、保护措施都没有的钢结构时， 在一旦火 灾发生的情况下， 就会很容易 损坏了建筑。从发生过的现代钢结构建筑的火灾案例中，我们可以发现有两 类现象很普遍， 一类是，尽管 钢结构有防火保护， 但在火灾中，因为没有 达到一定规定的耐火额定 时间，从而被破坏，另一类是，具有防火保护的现代 钢结构，在火灾中，因为达到或是超过了额定、预期的耐火时间，从
5、而没有被 破坏。对于一般的钢筋混凝土这样的结构而言，建筑的构造和防火问题是较易解决的，但对于钢结构的建筑,就不得不需要考虑到更多更复杂的因素,般有两种常用的防火措施：一就是，要采用进口的现代新型 的防火板，保全板；二 是，根据钢结构的不同部位，分别采用不同的厚型或是薄型的防火保护涂料，同时在露明的部位， 加上涂装饰漆。2.2 防腐问题如果钢材暴露在外部环境中，长时间就避免不了会受到风、 雨、霜等自然的侵蚀，从而生锈以及老化， 其自身的承载力自然而言的就 会 随之下降，建筑的美观因此也会受到一定的影响，这样说来，钢结构建筑的防腐问题是其设计中亟待需要解决的常见问题。目前，解决 的途径主要就是采用
6、新型的防腐以及构造材料。在实际建筑的设计过 程中，在遇到钢结构建筑时，设计人员会对所设计施工的建筑特别的做出一些细致、具体的要求，例 如，涂饰刷抹防锈涂料等油漆类涂料。对于防火涂料的一般做法，通常是先刷两度的红丹防锈底漆，然后，再刷两度的钢结构面漆， 在面漆颜色的选择上， 一般是由甲方来决定 的。另外，在钢结构建筑中，对钢结构的构件施工同时也 是有一定、硬性的要求，比如。在钢结构构件出厂前，要先涂刷一道红丹防锈 底漆；当钢结构安装完、调整后，将红丹防锈底漆清洗干净，然后，再 涂刷 一度底漆以及两度面漆。2.3 物理问题2.3.1 保温。因为外部的自然环境会对建筑产生热辐射，它主要在两个方面中，
7、对建筑的热环境加以影响：一是，外部环境热量透过窗户从而进 入了室内，并被室 内的表面所吸收，然后，使得室内产生了加热的感觉和效果； 二是，外部热环境热量被建筑的外部围护结构的表面所吸收，其中有一部分热量，通过建筑的围护结构的热传导逐渐的进入了 室内。所以，对建筑的保温措施方法，主 要集中在对外围护结构的研 制上，而目前对此解决办法有两种较为有效：a.研制以及优化保温材料的设计构造，以便提高建筑的热环境性能。例如在建筑物得内外表面或者外层结构的空气层中， 采用高效反 射材料, 可以将大部分的红外射线反射回去，从而建筑物起到保温 和隔热作用；此外还 可运用高效节能玻璃，硅气凝胶，新型节能墙体 材料
8、，达到节能的目的。b.为了防止保温材料的凝结，采用水外保温以及中间保温法。外保温可避免主要承重结构受到室外温度的剧烈波动影响，从而提高其耐久性。外保温作法对外表面的保护层要求较高，内保温和中 间层保温则由于外表面是由强度大的密实材料构成，饰面层的处理比 较简单。2.3.2 吸音。在像一些音乐厅中，因为顶棚反射板反射的声音和正常的声音几 乎是一 起到达厅里人群的耳朵里，使得人们缺少围绕感，所以在这类建筑的施工设 计中，就需要对使用的材料做一个综合性的考虑， 包括 吸声性能、强度、防 火、装饰性、加工等等多方面。目前，在对音质设计以及对噪声控制之中，被广泛使用和推广的解决途径，一是吸声材料,二是吸
9、声结构。a.吸声材料：材料本身固有的吸声特性。比如，玻璃棉以及岩棉这类等纤维或是多孔的材料都具有一定良好的吸声本领、性能。由于空气中的粘滞阻力以及空气分子和孔隙壁三者之间相互的摩擦，从而使声能不断地转化为摩擦热能，继而达到 吸声的效果b.吸声结构:吸声结构中，材料本身是可以容许不具备一定的吸声特性，但是，会把材料制造成某一种结构，从而产生吸声的效果。比如，像穿孔的石膏板吊顶。结论：从以上文字的叙述中，我们可以清晰的知道，相比较之下，现代钢结构建筑有着其他建筑结构体系所不能具备、拥有的卓越优势和特点，在我国经济迅猛发展，同时，要求社会与环境一起协调发展 进步的时代里，现 代钢结构建筑设计成为了整个建筑体系中的主要组 成部分，但是它也面对着一 些问题，如笔者所叙述的那样，通过一定 科学的途径，可以得到有效地解决。参考文献：1方海伟，甘少华.钢结构建筑的结构构思与艺术表现探析 J.黑龙 江科技信息.2008(21).2沈祖炎，李元齐.促进我国建筑钢结构产业发展的几点思考J. 建筑钢结构进展.2009 (04).3仇智，罗亚冉.钢结构建筑的发展现状及前景分析 J.产业与科 技论坛.2011(02).4马新明.浅析钢结构工业建筑的特点与发展前景J.工程建设与设计.2001(04)