現(xiàn)代鋼結(jié)構(gòu)建筑設(shè)計(jì)與表現(xiàn)淺析

樊 波

榆林市榆陽區(qū)房地產(chǎn)開發(fā)公司 陜西榆林 719000

現(xiàn)代鋼結(jié)構(gòu)建筑設(shè)計(jì)與表現(xiàn)淺析

樊 波

榆林市榆陽區(qū)房地產(chǎn)開發(fā)公司 陜西榆林 719000

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)我國建筑業(yè)向技術(shù)密集型產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)化。近年來，我國鋼結(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，他將成為我國建筑現(xiàn)代化發(fā)展的一個(gè)重要標(biāo)志。

鋼結(jié)構(gòu)；技術(shù)表現(xiàn)；建筑物理；建筑設(shè)計(jì)

一、鋼結(jié)構(gòu)建筑的發(fā)展歷史及背景

我國自1949年全國解放后，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，鋼結(jié)構(gòu)更加廣泛應(yīng)用于土木工程的公共建筑中，比如沈陽桃仙國際機(jī)場屋蓋，北京天文館新館工程等，我國目前不僅能生產(chǎn)各種類型的建筑鋼材，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)開發(fā)商的資金周轉(zhuǎn)速度，使建筑能更早投入使用。

（二）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。

（三）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)對于資源，能源都非常短缺的我國意義尤為重大。目前國際上引人矚目的新型住宅產(chǎn)品已引入我國，其環(huán)保節(jié)能的特點(diǎn)主要體現(xiàn)在兩個(gè)方面：

1、該類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。

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。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建筑的認(rèn)識和設(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。

（二）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，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，而且體現(xiàn)出人的智慧和能力。因而，對鋼結(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，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

因?yàn)殇摻Y(jié)構(gòu)建筑設(shè)計(jì)具有建筑設(shè)計(jì)的一般屬性，建筑師不是隨心所欲在作設(shè)計(jì)，業(yè)主設(shè)計(jì)任務(wù)書對建筑師的平面和設(shè)計(jì)構(gòu)思等發(fā)生的作用是重大的?？蛻粝ＭO(shè)計(jì)師有更好的業(yè)績，而且希望在其最終產(chǎn)品的確定過程中，設(shè)計(jì)師和市場專家都能更高效的參與決策。在這個(gè)階段，建設(shè)項(xiàng)目更強(qiáng)調(diào)整體設(shè)計(jì)、更強(qiáng)調(diào)專業(yè)設(shè)計(jì)師、市場專家及開發(fā)商之間的協(xié)調(diào)，設(shè)計(jì)過程包括了持續(xù)的信息和知識的交流與整合。

四、鋼結(jié)構(gòu)住宅將向可持續(xù)建筑方向發(fā)展

可持續(xù)建筑是對可持續(xù)發(fā)展有積極貢獻(xiàn)的建筑，是既滿足當(dāng)代人的需求，又不對后代人滿足其需要的能力構(gòu)成危害的建筑。對于鋼結(jié)構(gòu)住宅，我們可采取以下一些措施：

（一）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)耗水少的建材。

（二）采用生態(tài)化措施。在屋頂設(shè)置太陽能收集器，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，并對坡度，地下水，土壤侵蝕，場地動植物資源，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)。

（三）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)。

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

五、結(jié)論

由本文以上討論可以得出下面三點(diǎn)看法和結(jié)論：

（一）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，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。

（二）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。

（三）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)融合鋼結(jié)構(gòu)精品建筑。

［1］（美）詹姆斯.安布羅斯.鋼結(jié)構(gòu)簡化設(shè)計(jì)［M］.北京：中國水利水電出版社，2005.

［2］尹思明，劉錫亮，陸賜麟.現(xiàn)代預(yù)應(yīng)力鋼結(jié)構(gòu)［M］.北京：人民交通出版社，2007.

［3］韓睿華.鋼結(jié)構(gòu)住宅體系設(shè)計(jì)一體化成方向［M］.北京：中國建設(shè)報(bào)，2008.