1、钢结构建筑的设计应用摘要：钢结构在建筑之中有着十分广泛的应用，可以不断提升建筑的质量。基于此，本文论述了钢结构建筑的设计应用。 关键词：钢结构；建筑设计；应用 中图分类号：TU391 文献标识码： A 引用 随着科技的迅猛发展，新型的建筑钢材渐渐代替了以往的建筑材料，现代建筑的大空间结构基本都以钢结构作为主体。在高层建筑上使用钢结构的技术日趋成熟，这逐渐地成为了现代建筑中的主流工艺。 1、钢结构的优点 在以前的建筑施工工艺之中，较少的关系到了钢结构材料，并且因为国家政策在钢材的使用上有一定的制约，所以钢结构材料就慢慢被淘汰。然而，在科学技术逐渐发展的推动之下，建筑施工水平也慢慢提高，人们对钢结
2、构材料也有了新的认识，而且由于我国对钢材的控制的制度也慢慢放宽，之前的“节约使用钢材”慢慢变成“合理使用钢材” ，人们也慢慢意识到了钢结构的优点。 1.1 、材料的强度逐渐提升 钢结构材料同其他的建筑材料相比较而言，比如说混凝土、砖石等的强度较大，并且在大跨度高荷载的建筑结构之中，钢结构材料具有十分明显的优势，而这主要是因为钢结构材料具有较好的塑性以及韧性。在通常的情况之下不会出现断裂的现象，并且钢材也是抗震性比较好的材料。 1.2、材质较为均匀 站在材质之上进行分析可以得出，我们可以清楚的掌握到，钢结构的材质均匀，并且在各方面都有着同向性的特点。在一定应力的作用之下，钢材料也有着比较好的弹性
3、，也不容易出现断裂。 1.3、钢结构制造比较简单 因为钢材料是较为轻质的成材，所以在进行工程施工之时，加工以及运输都比较便捷，而且在进行加工的过程之中通常都是使用的机械操作，那么也就会使得钢材的精准度较大幅度的提升，同时在进行工程安装之时，通常使用的较为简便的安装零件来进行安装，一些还可以直接使用焊接的方法，可以进行现场施工，这不仅仅对建筑结构有着比较好的加固作用，也可以较大幅度的提升工程的进度。 1.4、钢结构采用轻度钢材 因为钢结构通常使用的是轻度钢材，所以重量则就比普通的混凝土施工材料较轻，虽然钢结构的重量同混凝土施工材料相比的话较轻，但是钢材的密度以及强度则比混凝土大，所以也就给一些比
4、较复杂的施工方法提供了十分便捷的条件，并且大大促进了建设行业可以向更好的方面发展。 1.5、抗震性能比较好 当前，在进行钢材料选择之时通常使用的是自身的重量比较轻，所以在面对地震灾害之时，钢结构具有较好的抗震能力。近些年来，我国的地震灾害频繁发生，也会给我国带来了十分严重的损失，所以推广钢结构的应用有一定的必要性。这不仅仅可以减少经济上的损失，并且也会较大幅度降低了人员的伤亡，方便我国社会经济的发展。 1.6 、钢结构材料的可塑性 钢结构材料较为独特的优点则是具有一定的可塑性，其可以根据业主的不同要求程度的变化，同时在生产塑性过程之中成本消耗极比较小，而这也是其他结构材料没有办法实现的。而任何
5、事物具有正反两个方面，我们在长期使用的过程之中可以发现，钢材料的耐腐性以及耐火性比较差，同时其防护成本也同其他的结构材料相比的话也会比较高，所以在进行施工之时施工尽量要确保钢结构材料不会受到腐蚀，或者是降低腐蚀的程度。当前，因为科学技术的逐渐的进步，人们也研发出了一种新型的钢结构材料，此种材料将会较大大幅度的提高防火防腐性差的问题，并且也会使得在种种建筑之中得到较为广泛的应用。 2、关于钢结构建筑设计 钢结构的成功运用实例就是设计钢结构建筑。精确良好的设计是确保合理有效地产生钢结构建筑的关键。如今设计钢结构建筑最为重要的两个步骤就是正确地选用结构方案、正确地估计结构截面的高度。 2.1、设计钢
6、结构时预先估算 设计钢结构必须要进行准确地估计、计算。估算是设计的基础，对于整个建筑工程具有举足轻重的作用，如果估算错误，可能会导致设计的重大失败，后果十分严重。因而在建设时，要对其作精确的估算才可以避免出现错误。 比如说我国的国家大剧院，它是由法国著名建筑师保罗安德鲁设计，大剧院的建筑屋面是半椭圆形，它的结构是 143mx212m，其跨度大于100m，其结构方案选屋盖空间结构网壳。然而在上机前结构师选择的结构截面高度太大，其用钢量达 292kg/m3。依据美国的史密斯教授在 1963年回归分析 166 个完建的大跨度屋盖，此跨度网壳结构的用钥量小于等于 80kg/m2。 2.2、精细设计钢结
7、构建筑的整体和局部 建筑设计不仅要让外观上看起来美观，还要使建筑之间又相互协调的能力。所谓的钢结构建筑具有其结构建筑的特殊性，同时也和普通建筑一样具有一般性。因此既要满足钢结构的特个性设计，也要满足普通建筑之共性。因为钢结构具有其特殊性，一般在进行钢结构建筑的建造时，会致使部分细节的部位裸露在外或者出现偏差。因此设计钢结构建筑时，一方面要力求建筑的功能和建筑的形象完美结合，另一方面工程精细化、设计复杂化也更严苛。牵一发，而动全身，这是钢结构建筑的显著特点，任何一个细节的设计、制作和完成都可能影响到整体形成与完善。有时为体现出钢结构建筑的独特金属感，将其部件故意暴露在外面。如此一来会增加建筑难度
8、。所以在设计钢结构建筑时，把握好细节至关重要。对于整个建筑来说，较高质量的细节可以带来更好的整体效果，展示更加美好的建筑形象于世人。 2.3、稳定设计 保证钢结构建筑稳定性是设计钢结构建筑的一个难点，单独针对设计来说，这不是我们需要考虑的条件，然后它是日后维护工作的重点，因而在设计建筑时要重视对建筑稳定性的设计。钢结构建筑失稳包括整体失稳与局部失稳:整体失稳是把分析整体结构的稳定性作为依据来探讨的，计算中可以带入长细比系数进行验证:局部失稳是因框架结构内的某个部零件产生的，它对整体稳定性产生直接影响。因此在设计和整体布置钢结构建筑时必须要考虑到整个体系和组成部分对稳定性的要求。 目前大多数按照
9、平面体系设计建筑结构，比如常用的框架就是采用这样的设计。从结构整体布置解决问题，设计时增加支撑构件以维持整体稳定性，这样就可以确保平面结构不会失稳。换句话说就是平面结构的构件平面外的稳定要和结构布置一致。另外利用平面分析架构成的塔架等设施，也需要注意横隔设置间关系和杆件的稳定，保持稳定。 3、钢结构的稳定设计要注意以下几个问题: 3.1、目前钢结构建筑大多数被用于跨度大的建筑，局部稳定和整体问题维持着相对状态，当杆件牵涉到整体设计的时候，需要从整体稳定来入手。 3.2、对于日常的其它设计，既要考虑到结构整体性，还要考虑到其它设计点，在实际操作中，因为结构参数不稳定，导致结构有误差。 3.3、考
10、虑建筑稳定性时，还要考虑多方面因素，如钢材的弹性和应力叠加。一般建筑所使用的计算公式此时不能应用.由于对钢材来说，它的应力叠加要满足两个条件，即结构变形小、材料服从虎克定律应变成正比。 4、结语 由此可见，钢结构设计在我国的社会经济发展的过程中有着十分重要的作用，我们要对其各个方面对其进行研究探讨，然后再应用在建筑施工当中，才能促进我国建筑行业的发展。但是，目前钢结构在我国施工工程中还存在着一定的不足，因此我们还需要在不断的实践中去改进和完善，在符合我国当前的国情的情况下进行有效的发展。 参考文献： 1彭耀,章军. 浅谈现代钢结构建筑的设计J. 中外建筑,2003,05:28-29. 2孙淦. 钢结构建筑的艺术表现特征研究D.山东大学,2008. 3白剑. 谈钢结构建筑的防火保护D.天津大学,2006.
