現代鋼結構建筑設計與表現淺析
發布時間：2010-01-14 共1頁
一、鋼結構建筑的發展歷史
最早在建造房屋中使用鋼結構的國家可以追溯到十八世紀末的英國，一百年后法國工程師埃菲爾建造了著名的鐵塔，人們也開始嘗試建造鋼結構的獨戶住宅，從此鋼結構建筑徹底改變了以往建筑造型的模式，建筑設計的理念與方法亦隨之嬗變。早期的鋼結構僅是部分構件、配件用鑄鐵、熟鐵制成，到了19世紀80年代結構型鋼的出現加快了鋼結構在建筑工程中的發展，使鋼結構建筑在20世紀60年代實現了其第二次理論和實踐的飛躍與創新的發展，德國包豪斯學派就是其理論的發源地。
我國自1949年全國解放后，鋼結構就在大跨重型工業廠房、大型公共建筑和高聳結構中得到了應用。尤其是近20年來，鋼結構更加廣泛應用于土木工程的公共建筑中，比如沈陽桃仙國際機場屋蓋，北京天文館新館工程等，我國目前不僅能生產各種類型的建筑鋼材，同時鋼材生產的新技術、新工藝、新產品日益也增多，如彩鋼壓型板、彩鋼復合板、彩鋼扣板、拱形廠房及彩鋼制品等的生產，使建筑結構充滿現代化時代氣息，實際證明鋼結構建筑在我國更具有廣闊的發展前景。
二、現代鋼結構的建筑特點
(一)預工程化程度高，建設成本降低，工期縮短
鋼結構建筑模數協調統一標準實現了建筑工業化大規模生產，提高了建筑預工程化，使不同材料、不同形狀和不同制造方法的建筑構配件具有一定的通用性和互換性。同時鋼結構建筑的預工程化使材料加工和安裝一體化，大大降低了建設成本;并且加快了施工速度，使工期能夠縮短40%以上，從而加快了房地產開發商的資金周轉速度，使建筑能更早投入使用。
(二)建筑與結構的設計與功能一體化,使建筑更富有功能化
在鋼結構建筑中，結構成為形象構成的重要因素，結構的形體，構件，節點從很大程度上導致并制約著建筑的形象。建筑與結構的設計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設計環節進行下去，創造出技術與藝術融為一體的鋼結構建筑。北京2008年奧運會國家體育場投標方案中有許多方案都體現了鋼結構建筑的這一特點。例如清華大學建筑設計院設計的可開合式方案，在體育場大屋面的中央設置兩個半圓型的玻璃頂面，同時相對旋轉、平行滑動完成大屋面的開合;又如中國建筑設計研究院場館方案外觀即為建筑的結構，形象完美純凈，功能與結構達到了完美的統一;還有日本朱式會設建筑事務所設計的折疊式方案，屋頂由懸臂的鋼架結構支承，可在30分鐘內完成開閉的動作，確保全年比賽的及活動不受天氣影響。
(三)鋼結構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體，強度高，彈性模量亦高。其密度與強度的比值遠小于磚石，混凝土，木材，在同樣受力情況下鋼結構自重小，從而可以做成跨度較大和高度較高的結構以及靈活的結構形體。現在人類已具有建造跨度超過1000米的超大穹頂與高度超過1000米最高至4000米的超高層建筑的能力。并且鋼索與膜結構相結合形成索膜結構體系更能滿足建筑對跨度的要求，使這類型建筑成為標志性建筑，比如日本東京后樂園棒球場屋蓋是鋼索與氣承膜組成的索膜結構，面積達28000平方米，英國政府為迎接21世紀而興建的標志性建筑倫敦千年穹頂?D?D大型綜合性展覽建筑也是索膜結構體系，其穹頂直徑達到320m。
(四)原材料可以循環使用，有助于環保和可持續發展
發展鋼結構對于資源，能源都非常短缺的我國意義尤為重大，因為中國是世界上最大的磚砌體建筑與混凝土建筑大國。鋼材是一種高強度高效能的材料，具有很高的再循環價值，邊角料也有價值，不需要制模施工。目前國際上引人矚目的新型住宅產品已引入我國，其環保節能的特點主要體現在兩個方面：
(1)該類型住宅采用全封閉式保溫隔熱防潮系統，溫度變化小，熱損失低。不論冬夏，都具有舒適當居住環境。室外0攝氏度時，室內仍可以保持17攝氏度以上;在室外溫度達到30攝氏度的情況下，室內溫度僅為21攝氏度左右。
(2)與磚混結構住宅相比，可節能60%以上，冬夏季空調設備可節約耗電30%以上，結構的廢舊利用為100%，與磚混結構比較，同樣樓層凈高條件下，鋼結構維護墻體面積小，節約空調所需能源，減小維護費用。
