淺談鋼結(jié)構(gòu)在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中存在的問題

1、    淺談鋼結(jié)構(gòu)在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中存在的問題    鄭曉偉【摘要】鋼結(jié)構(gòu)具有很多優(yōu)點(diǎn)，因此鋼結(jié)構(gòu)在建筑業(yè)備受歡迎。隨著建筑造型和功能的多樣化，對(duì)鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)提出更高的要求，但是鋼結(jié)構(gòu)卻在建筑建構(gòu)設(shè)計(jì)中出現(xiàn)了很多問題。本文就民建中鋼結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)理念進(jìn)行闡述?！娟P(guān)鍵詞】鋼結(jié)構(gòu)；建筑結(jié)構(gòu)；設(shè)計(jì)；措施隨著科技的發(fā)展，建筑施工工藝的提升，剛性結(jié)構(gòu)建筑施工逐漸取代混凝土施工建設(shè)，為了保證鋼結(jié)構(gòu)施工建設(shè)的質(zhì)量，拓寬鋼結(jié)構(gòu)的施工建設(shè)領(lǐng)域。新型材料的運(yùn)用越來越廣泛，其中以鋼結(jié)構(gòu)為主體的建筑是現(xiàn)代空間結(jié)構(gòu)發(fā)展的主流，以下主要探討現(xiàn)代鋼結(jié)構(gòu)建筑設(shè)計(jì)與表現(xiàn)具有重要的意義和價(jià)值。1鋼

2、結(jié)構(gòu)建筑設(shè)計(jì)與技術(shù)表現(xiàn)鋼結(jié)構(gòu)建筑設(shè)計(jì)的構(gòu)思成功關(guān)鍵所在是技術(shù)構(gòu)思與表現(xiàn)，在方案設(shè)計(jì)的深化中，需要同結(jié)構(gòu)工程師，設(shè)備工程師，甚至包括機(jī)械工程師密切配合。此時(shí)技術(shù)表現(xiàn)是自然而然的事情，無論是空間形式，形式體量還是構(gòu)造節(jié)點(diǎn)對(duì)其建筑設(shè)計(jì)與表現(xiàn)影響都是很重要的，下面就分別從幾個(gè)方面來闡述這一點(diǎn)。1.1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)注的核心問題之一。回顧工業(yè)革命以來建筑與科學(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。另外現(xiàn)代方興未

3、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)思維被融入到建筑設(shè)計(jì)中，新項(xiàng)目的規(guī)劃、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，并最終影響了人類千百年來形成的傳統(tǒng)建筑觀，比如高技派建筑就是其主要代表，其以精致的節(jié)點(diǎn)和精細(xì)的加工來體現(xiàn)高超的技藝，以更高的工藝水平來設(shè)計(jì)和"制造"建筑1。1.2鋼結(jié)構(gòu)建筑細(xì)部設(shè)計(jì)有較高要求鋼結(jié)構(gòu)建筑設(shè)計(jì)的復(fù)雜化與精致度要求越高，對(duì)細(xì)部設(shè)計(jì)的要求也越高。因?yàn)榧?xì)部設(shè)計(jì)決定一個(gè)地方最終是否得到確認(rèn)及其質(zhì)量。在現(xiàn)代鋼結(jié)構(gòu)建筑中，各種金屬結(jié)構(gòu)桿件，

4、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，比如建于1977年法國的巴黎蓬皮杜藝術(shù)與文化中心，它的鋼柱、鋼梁、桁架等結(jié)構(gòu)構(gòu)件都裸露在外，從中不僅體現(xiàn)出技術(shù)美，而且體現(xiàn)出人的智慧和能力。因而，對(duì)鋼結(jié)構(gòu)建筑來說細(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。2現(xiàn)代鋼結(jié)構(gòu)中建筑設(shè)計(jì)所面臨的問題2.1鋼結(jié)構(gòu)中建筑設(shè)計(jì)的防火問題火災(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，比

5、如美國世貿(mào)中心大樓外墻是排列很密的鋼柱，外面包以銀色鋁板，在美國911事件中兩個(gè)塔樓分別受飛機(jī)撞擊后所產(chǎn)生的大火使鋼材軟化，最終導(dǎo)致大樓倒塌。從發(fā)生的鋼結(jié)構(gòu)建筑火災(zāi)案例可以發(fā)現(xiàn)兩類現(xiàn)象，一類為防火保護(hù)的鋼結(jié)構(gòu)在火災(zāi)中沒有達(dá)到規(guī)定的耐火時(shí)間而破壞，另一類防火保護(hù)的鋼結(jié)構(gòu)在火災(zāi)中超過了預(yù)期的耐火時(shí)間而并沒有破壞。建筑的構(gòu)造防火問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漆2。2.2鋼結(jié)構(gòu)中建筑設(shè)計(jì)的防腐問題鋼材如果長時(shí)間暴露在室外受到風(fēng)雨等

6、自然力的侵蝕，必然會(huì)生銹老化，其自身承載力會(huì)下降，建筑的美觀也會(huì)受影響。因此防腐問題也是鋼結(jié)構(gòu)建筑設(shè)計(jì)需要解決的重要問題，目前的做法主要是采用新型防腐和構(gòu)造材料。在實(shí)際建筑設(shè)計(jì)中設(shè)計(jì)人員在遇到鋼結(jié)構(gòu)建筑中對(duì)所設(shè)計(jì)的建筑都做出特別的要求，比如涂刷防銹涂料，防火涂料屬于油漆類。防火涂料一般做法為先刷紅丹防銹底漆兩度，再刷鋼結(jié)構(gòu)面漆兩度（面漆顏色由甲方定）。另外對(duì)鋼結(jié)構(gòu)建筑的鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件施工也有確定的要求，比如構(gòu)件出廠前涂紅丹防銹底漆一道；鋼結(jié)構(gòu)安裝調(diào)整后，將其清洗干凈，然后再刷一度底漆，兩度面漆。然而現(xiàn)在雖然有各種不同類型的防腐涂料但較為有效的防腐涂料還需外國進(jìn)口，我想隨著中國綜合國力的增強(qiáng)，中國將

7、會(huì)生產(chǎn)出更優(yōu)秀的新型防腐涂料。2.3鋼結(jié)構(gòu)中建筑物理問題2.3.1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建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的熱傳導(dǎo)逐漸進(jìn)入室內(nèi)。由于玻璃可以讓陽光直接射入室內(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。所以對(duì)建筑的保溫措施主要集中在外圍護(hù)結(jié)構(gòu)上。2.3.2吸音。在一些建筑大廳中，尤其是在音樂廳中頂棚反射板增加的反射聲

8、幾乎同時(shí)到達(dá)聽眾的雙耳，缺少側(cè)向反射帶來的圍繞感。在這類建筑的設(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吸聲材料和吸聲結(jié)構(gòu)。a.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。b.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3。2.3.3隔音。噪聲于建筑密不可分，噪聲污染的防治與治理已經(jīng)成為建筑聲學(xué)重要的組成部分。噪聲規(guī)劃、噪聲控制等理論也逐漸演化開來。人們

9、可以聽到的聲音都屬于聲環(huán)境范疇。人們可以聽到談話、鳥鳴、音樂、泉水叮咚、歌聲等；但也能聽到吵鬧、機(jī)器轟鳴、車輛的轟鳴等噪聲。但主要是有安靜要求的房間，如錄音室、演播室、旅館客房、居民住宅臥室等建筑對(duì)隔聲隔振要求非常高，需要專門的聲學(xué)設(shè)計(jì)。對(duì)于旅館、公用建筑、民用住宅人們對(duì)安靜的要求也越來越重視。并盡量靠近聲源，會(huì)提高隔聲效果。一般隔聲間外墻使用隔聲性能較好的材料或結(jié)構(gòu)，如磚、混凝土、紙面石膏板墻等，觀察部分使用隔聲窗，進(jìn)出部分使用隔聲門或吸聲迷道等。3結(jié)束語3.1鋼結(jié)構(gòu)建筑設(shè)計(jì)應(yīng)根據(jù)具體條件的不同而有所側(cè)重，一個(gè)好的建筑設(shè)計(jì)，必須做到形象構(gòu)思與結(jié)構(gòu)構(gòu)思的一體化。3.2鋼結(jié)構(gòu)建筑的科技含量很高，結(jié)構(gòu)本身往往就是建筑表現(xiàn)，鋼結(jié)構(gòu)的表現(xiàn)與工藝不僅是實(shí)現(xiàn)形象構(gòu)思的必要手段，而且對(duì)建筑形象的影響極為顯著，這就決定了結(jié)構(gòu)構(gòu)思是形象構(gòu)思成功與否的關(guān)鍵所在。3.3科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，審美觀的改變必然使得鋼結(jié)構(gòu)建筑不斷地去擴(kuò)展自身的表達(dá)語匯而尋求發(fā)展。我們所提倡的是：拋開風(fēng)格要素，從結(jié)構(gòu)理性主義出發(fā)，從現(xiàn)代的和傳統(tǒng)的眾多風(fēng)格流派中吸取精華，創(chuàng)造出技術(shù)和藝術(shù)有機(jī)融合的鋼結(jié)構(gòu)精品建筑。參考文獻(xiàn)1 付春松. 鋼結(jié)構(gòu)