浅析高层建筑中的钢结构设计

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建筑知识Architectural Knowledge规划与设计

浅析高层建筑中的钢结构设计

韩喜娟

（中核新能核工业工程有限责任公司 山西 太原 030012）

【摘 要】本文首先介绍了在高层建筑中应用钢结构的优点，然后概述了钢结构建筑在设计上遵循的原则，接着分析了钢结构材料设计中的难题，最后提出了高层钢结构材料设计上的完善措施，希望本文能为今后相关设计献言献策。【关键词】高层建筑；钢结构；设计【中图分类号】TU973.13 【文献标识码】A 【文章编号】1002-8544（2015）08-0024-01 随着社会的不断进步和经济的发展，我国的高层建筑不断增多，建筑水平也飞速提高。建筑的发展态势不断向着楼层越来越高并且楼层的结构越来越复杂的方向发展。在建筑水平提高的同时建筑商和建造者对建筑所需要材料的要求也越来越严格。在建筑材料的选择上，建筑商和建造者更偏向于钢结构材料。相比混凝土材料，使用钢结构材料可以大大的缩短工期，同时能使建筑质量更高，建筑更牢固。这些优点使钢结构材料成为现在建筑时必不可少的材料。但是在使用钢结构材料的过程中也会遇到很多的困难，诸如钢结构材料的设计问题。因此，在研发和使用钢结构材料的时候要在钢结构的设计上下功夫，让钢结构材料真正能够发挥应有的作用，提升整体的建筑质量。

1 在高层建筑中应用钢结构的优点1.1 钢结构材料更安全

钢结构材料在应用过程中安全弹性相较于其他的建筑材料来说更高，从而使钢结构材料更加均匀。钢结构材料比其他建筑材料受力能力更强，在使用的时候能够使整个建筑本身更加稳定。用这种材料建成的建筑抵御自然灾害的能力更强，整个建筑更加安全，更加稳固。

1.2 空间得到有效利用

社会经济不断发展，居民生活水平显著提高，对居住的要求也不断提升，对建筑提出了更高的要求。建筑空间只有不断改善才能迎合居民的要求。在建筑的过程中，合理的规划建筑结构能够使建筑空间更大。钢结构能够使建筑空间布局更加完善的同时改善建筑空间上利用效率低下的难题，使建筑空间在应用上更具有合理性，建筑空间的使用上更高效。

1.3 建筑周期缩短

使用钢结构材料可以使建筑的过程更加方便，使建筑的效率不断的提高。钢结构材料更加轻盈，在建筑过程中更加容易组装和运输。通过这方面的便利可以是整个建筑过程不断缩短。而使用钢结构在另一方面也减少了人力和物力的投入，使建筑成本不断降低。时间成本和建筑成本的降低带来建筑便利的同时也使居民的居住条件得到了改善，真正做到了居民和建筑商的双赢。除此之外，钢结构不仅在使用时间上更加经久耐用而且在应用上更加环保。使用钢结构不会对环境造成污染也不会对居民的身体造成不利的影响，更加安全可靠。在建筑的过程中使用钢结构材料可以不断缩减建筑公司的建筑成本，使建筑公司在降低成本的基础上拥有更大的利润空间。比如，在建筑施工的时候，通过使用钢结构材料可以减少建筑垃圾的产生，使整个建筑施工环境更加适合建筑工人操作。同时使用钢结构材料能够减少施工现场的粉尘，使建筑工人在施工的过程中减少周边环境对其工作效率的影响。而且使用钢结构可以在日后拆除时能够二次利用甚至多次利用。这使钢结构材料迎合了现代的环保理念，使钢结构资源得到可持续的利用。

2 钢结构建筑在设计上遵循的原则2.1 经济性原则

钢结构材料之所以能够在现代建筑工程的过程中大规模的使用究其根本原因是使用钢结构材料能够节省建筑成本。钢结构材料能够在建筑的过程中降低建筑工程的建筑成本，使建筑工程的整体效益不断提高。所以，钢结构建筑设计的经济性原则使我们转换角度，让我们不断联系实际，从全局的角度出发全面的考虑钢结构的设计。只有这样才能设计出最适合钢结构材料的设计和方案。

2.2 适用性原则

钢结构材料在适用于建筑工程的过程中应该做到与其他建筑材料互补。不能单纯的应用单一的钢结构材料来建设高层楼房，这样只会使钢结构材料没有互补的材料来实现钢结构材料效用的最大化。钢结构材料也是有缺点的，它的缺点是钢结构材料在面对突发自然灾害时承受力不行。钢结构材料在受力过重的时候不会容易变形，但会直接导致整个建筑的垮塌。这样钢结构材料不易变形的优点也成为了它的弊端，它使整个建筑在面临承重时失去了可以缓解承重的方式。因此，不能单纯的只用钢结构材料，要综合使用多种材料才能使整个建筑结构体系更加均衡和具有更高的安全性能。钢结构材料的适用性原则要求我们在选择适合的建筑材料时要考虑到建筑物以后的具体应用。而在选用钢结构材料的时候要对该建筑物有一个充分的了解。知道所建设的建筑物在以后的应用中要如何使用，了解该建筑物所在的周边环境如何。通过对该建筑物周边环境的了解决定是否适用钢结构材料。因为建筑物可能对保温、隔热有特殊的要求，或者建筑物要求具有较高的抗震能力，这些都影响着建筑设计师和施工方对建筑材料的选择。3 钢结构材料设计中的难题3.1 设计方案缺乏新意建筑设计师在进行钢结构材料设计的时候往往局限于固有的思维模式和传统的设计理念，无法跳出固有思维模式的局限来进行大胆的设计。同时设计师在进行设计的时候不能具体的联系实际情况进行设计。这些都使得设计师的设计方案难免落入俗套，无法真正打开人们的欣赏视角。

3.2 设计方案与具体施工有出入

高层建筑在建设的时候难免发生一些突发情况，需要不断的调整设计方案。而钢结构材料的应用中出现这种情况的现象尤为突出。面对设计方案与具体施工情况的出入，建筑设计师需要在设计的时候更加严格的要求自己，要提前考虑并预防此类现象的发生。

3.3 钢结构材料在安装上遇到困境

钢结构材料在安装和拆卸上往往需要起吊机，在运输的过程中没有支点的堆放也使其易于受损。而钢结构材料应用于住宅时往往成本会加大，从而影响建筑商的收益。同时钢结构材料在抗震上的效果往往没有其他建筑材料好。

4 高层钢结构材料设计上的完善

面对当前钢结构材料应用于建筑中的种种问题，需要在钢结构的设计上不断的改进。在钢结构材料设计人才的培养上，高校要设置相关的专业课程，国家也应该对其进行财政上的补贴，从而提升钢结构材料设计人员的整体素质。同时，在钢结构的设计上，应该更加系统性，这样才能有效的缓解在建筑材料设计上的问题。而当前高层建筑设计上面临着人才短缺的难题，也严重遏制了高层建筑的发展。因而，在高层建筑的设计过程中，不仅要注重总体上的设计，而且要注重细节上的设计。在细节上要更加注重关节点。同时在安装时，也要不断提高对自身的要求。

参考文献

[1]彭建离.浅析高层建筑中钢结构的设计与施工[J].建筑钢结构，2013（12）

[2]周晓明.探讨建筑钢结构设计分析[J].中国化工贸易，2013（02）