关于钢结构发展设计的思考

李天宇

（哈尔滨工大建筑工程有限公司，黑龙江 哈尔滨 150000）

1 钢结构的优势

1.1 钢材是一种绿化环保建材

在进行施工时能够防止由于砼湿作业而引起的噪声、环境污染，拆卸比较方便、能够回收后重复使用，而且使用钢材所产生的有害气体要比混凝土少65%。

1.2 制造的周期比较短，而且工业化程度高、 施工速度快

现在基本上都是工厂化的预制生产模式，建筑材料基本上都是成品或者是半成品，只要运送到工地上，就能组装。而且工厂预制是全天候不间断的作业，在进行现场施工时，就减少或者是取消了大量的钢筋、砂、石等堆场，工地比较干净、文明，城市道路卫生，没有浮尘，施工机械虽说简单然而其机械化程度比较高，减少了支模拆模这步骤。工厂预制加工，通常是批量生产，而且所生产的的钢柱一吊就能够达到3层半，大大缩短工期、减少人工，加工的精度比较高，尺寸误差比较小，质量还有保证，一般来说一个多层住宅或者是跨度比较大的单层轻钢厂房所建筑的时间大概3个月左右就可以了。这带给了建筑施工革命性的变化。

1.3 自重比较轻

混凝土结构与钢结构之间的自重比是1.6:1，因为钢结构的负荷少，在有地震发生时，所产生的作用比较小，基础能够减少。

延展性好、韧性大，钢结构自身的延性比较好，能够起到抗震、抗风的作用，在产生较大变形的情况下，不容易倒塌，相对来说安全性提高了很多。

强度高而且力学性能好，非常的符合跨度大、高层的建筑需求，就梁高以及跨度比的角度看，钢为1:24、钢筋砼为1:12，这两者之间差一倍，所以使用钢结构能够有效地降低层高以及建筑的总高度。

1.4 钢材具有非常好的力学性能

比如说压、剪、弯、拉，因此其平面可更灵活、跨度就可以更大。空间具有更大的创造性，能够展示多种多样的建筑风格，而且其造型还会很新颖，非常有利于建筑师们的发挥和创造。

1.5 综合技术指标好，价格便宜

与混凝土结构相比，轻钢结构的各种综合技术指标比较好，而且造价比较适宜，工效提高了1/3左右，具有很强的安全度相比与跨度比较大的钢筋混凝土排架结构，轻钢结构建筑的造价要大概降低10%～20%。而且轻钢多层建筑我国当前的技术是比较成熟的，虽说比砖混结构或者是钢筋砼框架造价上还有一定差距，但是一般工程所使用的钢材量十分大，那么在价格上便会有优惠，这样工程的实际成本就与普通砖结构相差不多了。

2 钢结构的发展与设计

2.1 发展进程

近些年来，随着我国的经济实力逐渐的增强以及社会发展的需要，钢结构得到了很大的发展，逐渐形成了一些实力强大的龙头企业，比如说宝钢、鞍钢等。钢结构技术的应用发展我们可以大概的分为3个阶段：第1阶段是20世纪50年代，该阶段是钢结构的初盛时期，因为前苏联所援建的156项工程很多都是重型钢结构；第2阶段是20世纪的六七十年代，也就是限制利用时期，由于当时我国自身的钢产量有限，再加之还要备战，所以国家规定只要是能够使用其他材料代替的物品，全不能使用钢结构；第3阶段是20世纪的80年代之后，由于这个时期我国已经处于改革开发，经济也有了很大的提高，钢产量开始连年攀升，针对这种情况，我国才开始鼓励钢结构建筑，这时钢结构才开始被各方所关注以及使用。

2.2 设计发展

钢结构设计主要是为了在当前技术的基础上使用最少的物力、人力，获得足够的、可靠的、可以满足所有功能要求的结构。因为对结构可靠性产生影响的因素是结构构件抗力、荷载效应，但是其基本变量全部具有不定性，因此最好使用统计数学来对结构功能的设计进行处理。然而因为人们的认识以及数学的进展是有局限性的，所以一般使用定值（或者是确定性）方法来对结构设计所包含的不定性进行处理。对于钢结构建筑来说，结构是形象构成的一项非常重要的因素，其可以在节点、形体以及构件上对建筑的形象进行制约。只有建筑和结构的功能与设计做到一体化，建筑才可以更加的富有功能化，才能够创造出集艺术、技术为一身的钢结构建筑。

如今随着钢的生产量越来越大，钢结构建筑设计也越来越多，广泛的应用在各个方面。由于预制以及现浇混凝土结构是不可再生使用，而且现在人们也越来越追求与可循环使用、可再生以及低碳环保，现在很多的新建工业厂房基本上是钢结构，并且这种建筑结构在未来也会应用在更多的方面，比如住宅。由此可得知，钢结构具有很好的发展方向，特别是现在的建筑设计越来越趋向于高层或超高层，而且在建筑设计中钢结构的用途之处变得越来越广泛。

3 总结

虽然我国的钢结构发展之路十分曲折，但是现在也取得了不小的成就，比如北京鸟巢所采用的全钢结构，这在整个建筑发展史上也具有开创性意义。而且钢结构具有安装容易、有自重轻、抗震性能好、环境污染少等优点、被广泛的应用于很多建筑，在加上钢结构具有投资回收快、施工周期短，并且在工程报废或者是受损之后，其中的钢材还可以再利用等优点，深受各大投资者的青睐。

[1]永平.我国钢结构建筑行业发展研究[J].建材发展导向，2012（02）.

[2]肖红莲.浅谈钢结构在土木工程中的应用[J].科技资讯，2012（03）.