建筑施工論文范文芻議鋼結(jié)構(gòu)建筑設(shè)計(jì)

　　摘 要：鋼結(jié)構(gòu)住宅屬于高效率，高技術(shù)的產(chǎn)業(yè)，加快鋼結(jié)構(gòu)住宅的研究與發(fā)展，將促進(jìn)我國(guó)建筑業(yè)向技術(shù)密集型產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)化。近年來(lái)，我國(guó)鋼結(jié)構(gòu)住宅的性能和技術(shù)要求已經(jīng)明確，關(guān)鍵技術(shù)已取得了突破性進(jìn)展。鋼結(jié)構(gòu)住宅具有環(huán)保和可持續(xù)發(fā)展的概念，他將成為我國(guó)建筑現(xiàn)代化發(fā)展的一個(gè)重要標(biāo)志。

　　關(guān)鍵詞：鋼結(jié)構(gòu)建筑,技術(shù)表現(xiàn),設(shè)計(jì),發(fā)展,職稱(chēng)論文發(fā)表網(wǎng)

　　一、鋼結(jié)構(gòu)建筑的發(fā)展歷史及背景

　　我國(guó)自1949年全國(guó)解放后，鋼結(jié)構(gòu)就在大跨重型工業(yè)廠房、大型公共建

　　筑和高聳結(jié)構(gòu)中得到了應(yīng)用。尤其是近20年來(lái)，鋼結(jié)構(gòu)更加廣泛應(yīng)用于土木工

　　程的公共建筑中，比如沈陽(yáng)桃仙國(guó)際機(jī)場(chǎng)屋蓋，北京天文館新館工程等，我國(guó)目前不僅能生產(chǎn)各種類(lèi)型的建筑鋼材，同時(shí)鋼材生產(chǎn)的新技術(shù)、新工藝、新產(chǎn)品日益也增多，如彩鋼壓型板、彩鋼復(fù)合板、彩鋼扣板、拱形廠房及彩鋼制品等的生產(chǎn)，使建筑結(jié)構(gòu)充滿現(xiàn)代化時(shí)代氣息，實(shí)際證明鋼結(jié)構(gòu)建筑在我國(guó)更具有廣闊的發(fā)展前景。

　　二、現(xiàn)代鋼結(jié)構(gòu)的建筑特點(diǎn)

　　(一)預(yù)工程化程度高，建設(shè)成本降低，工期縮短

　　鋼結(jié)構(gòu)建筑模數(shù)協(xié)調(diào)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)實(shí)現(xiàn)了建筑工業(yè)化大規(guī)模生產(chǎn)，提高了建筑預(yù)期工程不同材料、不同形狀和不同制造方法的建筑構(gòu)配件具有一定的通用性和互換性。同時(shí)鋼結(jié)構(gòu)建筑的預(yù)工程化使材料加工和安裝一體化，大大降低了建設(shè)成本;并且加快了施工速度，使工期能夠縮短40%以上，從而加快了房地產(chǎn)開(kāi)發(fā)商的資金周轉(zhuǎn)速度，使建筑能更早投入使用。

　　(二)建筑與結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)與功能一體化，使建筑更富有功能化

　　在鋼結(jié)構(gòu)建筑中，結(jié)構(gòu)成為形象構(gòu)成的重要因素，結(jié)構(gòu)的形體，構(gòu)件，節(jié)點(diǎn)從很大程度上導(dǎo)致并制約著建筑的形象。建筑與結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)與功能只有做到一體化，才能使建筑更富有功能化以便隨后的各個(gè)設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)進(jìn)行下去，創(chuàng)造出技術(shù)與藝術(shù)融為一體的鋼結(jié)構(gòu)建筑。北京2008年奧運(yùn)會(huì)國(guó)家體育場(chǎng)投標(biāo)方案中有許多方案都體現(xiàn)了鋼結(jié)構(gòu)建筑的這一特點(diǎn)。例如清華大學(xué)建筑設(shè)計(jì)院設(shè)計(jì)的可開(kāi)合式方案，在體育場(chǎng)大屋面的中央設(shè)置兩個(gè)半圓型的玻璃頂面，同時(shí)相對(duì)旋轉(zhuǎn)、平行滑動(dòng)完成大屋面的開(kāi)合;又如中國(guó)建筑設(shè)計(jì)研究院場(chǎng)館方案外觀即為建筑的結(jié)構(gòu)，形象完美純凈，功能與結(jié)構(gòu)達(dá)到了完美統(tǒng)一。

　　(三)鋼結(jié)構(gòu)建筑能夠滿足超高度和超跨度的要求

　　鋼材組織均勻，接近于各向同性勻質(zhì)體，強(qiáng)度高，彈性模量亦高。其密度與強(qiáng)度的比值遠(yuǎn)小于磚石，混凝土，木材，在同樣受力情況下鋼結(jié)構(gòu)自重小，從而可以做成跨度較大和高度較高的結(jié)構(gòu)以及靈活的結(jié)構(gòu)形體。現(xiàn)在人類(lèi)已具有建造跨度超過(guò)1000米的超大穹頂與高度超過(guò)1000米最高至4000米的超高層建筑的能力。并且鋼索與膜結(jié)構(gòu)相結(jié)合形成索膜結(jié)構(gòu)體系更能滿足建筑對(duì)跨度的要求， 使這類(lèi)型建筑成為標(biāo)志性建筑。

　　(四)原材料可以循環(huán)使用，有助于環(huán)保和可持續(xù)發(fā)展

　　發(fā)展鋼結(jié)構(gòu)對(duì)于資源，能源都非常短缺的我國(guó)意義尤為重大。目前國(guó)際上引

　　人矚目的新型住宅產(chǎn)品已引入我國(guó)，其環(huán)保節(jié)能的特點(diǎn)主要體現(xiàn)在：

　　(1)該類(lèi)型住宅采用全封閉式保溫隔熱防潮系統(tǒng)，溫度變化小，熱損失低。不論冬夏，都具有舒適當(dāng)居住環(huán)境。室外0攝氏度時(shí)，室內(nèi)仍可以保持17攝氏度以上;在室外溫度達(dá)到30攝氏度的情況下，室內(nèi)溫度僅為21攝氏度左右。

　　(2)與磚混結(jié)構(gòu)住宅相比，可節(jié)能60%以上，冬夏季空調(diào)設(shè)備可節(jié)約耗電30%以上，結(jié)構(gòu)的廢舊利用為100%，與磚混結(jié)構(gòu)比較，同樣樓層凈高條件下，鋼結(jié)構(gòu)維護(hù)墻體面積小，節(jié)約空調(diào)所需能源，減小維護(hù)費(fèi)用。

　　三 鋼結(jié)構(gòu)建筑設(shè)計(jì)與技術(shù)表現(xiàn)

　　(一) 鋼結(jié)構(gòu)建筑設(shè)計(jì)的技術(shù)表現(xiàn)

　　建筑形象的構(gòu)思是一個(gè)概念形象的創(chuàng)作過(guò)程，是建筑創(chuàng)作的難點(diǎn)之一，也是建筑設(shè)計(jì)中備受關(guān)注的核心問(wèn)題之一。回顧工業(yè)革命以來(lái)建筑與科學(xué)技術(shù)關(guān)系的發(fā)展，可以明顯地發(fā)現(xiàn)建筑對(duì)技術(shù)變革反應(yīng)的遲滯性，這從一個(gè)側(cè)面反映了建筑學(xué)在社會(huì)文化當(dāng)中的深層地位，以及建筑學(xué)與人的生活方式的密切聯(lián)系。另外方興未艾的信息革命正在廣泛地滲透并涉及社會(huì)活動(dòng)的每個(gè)領(lǐng)域，使現(xiàn)代科學(xué)思維融入到建筑設(shè)計(jì)中，新項(xiàng)目的建筑和景觀設(shè)計(jì)方法發(fā)生了巨大的變化。建筑設(shè)計(jì)

　　的宗旨也從單純的追求美發(fā)展到追求問(wèn)題的合理解決，從根本上改變了人們以往對(duì)建筑的認(rèn)識(shí)和設(shè)計(jì)方式，并最終影響了人類(lèi)千百年來(lái)形成的傳統(tǒng)建筑觀。

　　(二) 鋼結(jié)構(gòu)建筑細(xì)部設(shè)計(jì)有較高要求

　　在現(xiàn)代鋼結(jié)構(gòu)建筑中，各種金屬結(jié)構(gòu)桿件、連接金屬桿件的節(jié)點(diǎn)細(xì)部，常常暴露在外，使建筑帶有強(qiáng)烈的科技感。因而，對(duì)鋼結(jié)構(gòu)建筑來(lái)說(shuō)細(xì)部質(zhì)量保持較高的設(shè)計(jì)要求是非常重要的，在鋼結(jié)構(gòu)建筑中應(yīng)受到特別重視。

　　(三) 建筑策劃也是鋼結(jié)構(gòu)建筑設(shè)計(jì)與表現(xiàn)的影響因素

　　專(zhuān)業(yè)設(shè)計(jì)師、市場(chǎng)專(zhuān)家及開(kāi)發(fā)商之間的協(xié)調(diào)，設(shè)計(jì)過(guò)程包括了持續(xù)的信息和知識(shí)的交流與整合。另外，鋼結(jié)構(gòu)建筑的專(zhuān)業(yè)化不但能提供豐富的設(shè)計(jì)知識(shí)而且能有效的整合設(shè)計(jì)資源和市場(chǎng)專(zhuān)家共同對(duì)建筑負(fù)責(zé)，使設(shè)計(jì)和業(yè)主的經(jīng)營(yíng)意圖有效的結(jié)合起來(lái)，使項(xiàng)目獲利和減少風(fēng)險(xiǎn)。

　　四 現(xiàn)代鋼結(jié)構(gòu)中建筑設(shè)計(jì)所面臨的問(wèn)題

　　(一)鋼結(jié)構(gòu)中建筑設(shè)計(jì)的防火問(wèn)題

　　火災(zāi)是對(duì)鋼結(jié)構(gòu)建筑的最大危害，鋼材雖為非燃燒材料，但鋼不耐火，溫度

　　為400度時(shí)，鋼材的屈服強(qiáng)度將降至室溫下強(qiáng)度的一半，溫度達(dá)到600度時(shí)，鋼材基本損失全部強(qiáng)度和剛度，因此當(dāng)建筑采用無(wú)防火保護(hù)措施的鋼結(jié)構(gòu)時(shí)，一旦發(fā)生火災(zāi)，很容易使建筑損壞。從發(fā)生的鋼結(jié)構(gòu)建筑火災(zāi)案例可以發(fā)現(xiàn)兩類(lèi)現(xiàn)象，一類(lèi)為防火保護(hù)的鋼結(jié)構(gòu)在火災(zāi)中沒(méi)有達(dá)到規(guī)定的耐火時(shí)間而破壞，另一類(lèi)防火保護(hù)的鋼結(jié)構(gòu)在火災(zāi)中超過(guò)了預(yù)期的耐火時(shí)間而并沒(méi)有破壞。建筑的構(gòu)造防火問(wèn)題一般在鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)上較易解決， 而在鋼結(jié)構(gòu)建筑上則需考慮更多的因素，以下為兩種常用防火措施：一是采用進(jìn)口的新型防火板——保全板;二是根據(jù)鋼結(jié)構(gòu)的部位不同分別采用厚型或薄型的防火涂料，并在露明部位加涂裝飾漆。

　　(二) 鋼結(jié)構(gòu)中建筑物理問(wèn)題

　　1.保溫。外部環(huán)境對(duì)建筑的熱輻射主要從兩個(gè)方面影響建筑的熱環(huán)境：一

　　是透過(guò)窗戶進(jìn)入室內(nèi)，并被室內(nèi)表面所吸收，產(chǎn)生了加熱的效果;二是被建筑的外圍護(hù)結(jié)構(gòu)表面吸收 其中一部分熱量通過(guò)建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的熱傳導(dǎo)逐漸進(jìn)入內(nèi)。由于玻璃可以讓陽(yáng)光直接射入室內(nèi)從而迅速升高室溫，特別是隨著新型玻璃材料的不斷出現(xiàn)，玻璃的熱工性能逐步改進(jìn)，建筑采光與建筑保溫之間的矛盾已日趨淡化，“ 遮蔽”與“ 阻隔”走向平衡。

　　(1)研制、優(yōu)化保溫材料的構(gòu)造，提高建筑熱環(huán)境性能。例如在建筑物得內(nèi)外表面或者外層結(jié)構(gòu)的空氣層中，采用高效反射材料，可以將大部分的紅外射線反射回去，從而建筑物起到保溫和隔熱作用;此外還可運(yùn)用高效節(jié)能玻璃，硅氣凝膠，新型節(jié)能墻體材料，達(dá)到節(jié)能的目的。

　　(2)防止保溫材料凝結(jié)水外保溫和中間保溫作法。可防止保溫材料由于蒸汽的滲透積累而受潮。內(nèi)保溫作法則保溫材料有可能在冬季受潮，外保溫可避免主要承重結(jié)構(gòu)受到室外溫度的劇烈波動(dòng)影響，從而提高其耐久性。

　　2.吸音。在一些建筑大廳中，尤其是在音樂(lè)廳中頂棚反射板增加的反射聲幾乎同時(shí)到達(dá)聽(tīng)眾的雙耳，缺少側(cè)向反射帶來(lái)的圍繞感。在這類(lèi)建筑的設(shè)計(jì)中，需要綜合考慮材料的使用，包括吸聲性能以及裝飾性、強(qiáng)度、防火、吸濕、加工等多方面。目前廣泛地應(yīng)用于音質(zhì)設(shè)計(jì)和噪聲控制中的解決途徑是：

　　(1)吸聲材料：材料本身具有吸聲特性。如玻璃棉、巖棉等纖維或多孔材料具有良好的吸聲性能，由于空氣的粘滯阻力、空氣分子與孔隙壁的摩擦，使聲能轉(zhuǎn)化為摩擦熱能而吸聲。

　　(2)吸聲結(jié)構(gòu)：材料本身可以不具有吸聲特性，但材料制成某種結(jié)構(gòu)而產(chǎn)生吸聲。如穿孔石膏板吊頂。

　　五、鋼結(jié)構(gòu)住宅將向可持續(xù)建筑方向發(fā)展

　　對(duì)于鋼結(jié)構(gòu)住宅，我們可采取以下一些措施：

　　(1)采取節(jié)約化措施。改進(jìn)建筑熱工性能，利用自然通風(fēng)與采光，利用各種清潔能源和可再生能源，采用高效照明，減少采用機(jī)械設(shè)備，改經(jīng)建筑熱工性能手段，選擇低耗能建材，利用舊建材與地方材料，采用節(jié)水設(shè)備，選擇制造時(shí)耗少水的建材(如減少混凝土用量) 。

　　(2)采用生態(tài)化措施。在屋頂設(shè)置太陽(yáng)能收集器，收集雨水，廢水處理后再回用等。從土壤的成分，結(jié)構(gòu)分析入手，并對(duì)坡度，地下水，土壤侵蝕，場(chǎng)地動(dòng)植物資源，光能資源，風(fēng)能資源等進(jìn)行研究，以適當(dāng)?shù)慕ㄖ问胶驮O(shè)備措施實(shí)現(xiàn)順應(yīng)小氣候的目標(biāo)。

　　(3)采用人性化措施。提供更高質(zhì)量的聲，光，熱，濕度環(huán)境和景觀環(huán)境。堅(jiān)強(qiáng)自然通風(fēng)，使用熱回收通風(fēng)系統(tǒng)。

　　(4)采用集約化措施。實(shí)行生命周期成本預(yù)算。對(duì)各類(lèi)建筑元素的原始價(jià)格，運(yùn)行消耗進(jìn)行測(cè)算。

　　六、結(jié)論

　　鋼結(jié)構(gòu)建筑設(shè)計(jì)應(yīng)根據(jù)不同具體條件的不同而有所側(cè)重，我們所提倡，發(fā)展的可持續(xù)發(fā)展觀促使鋼結(jié)構(gòu)建筑設(shè)計(jì)越來(lái)越深入人心和受世人矚目。

　　參考文獻(xiàn)：

　　[1]馬樹(shù)新.關(guān)于廣泛開(kāi)展鋼結(jié)構(gòu)建筑設(shè)計(jì)的建議[J].建筑學(xué)報(bào),2010.