現(xiàn)代鋼結(jié)構(gòu)建筑設(shè)計(jì)原理探析

1、網(wǎng)絡(luò)教育學(xué)院本科生畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）題目： 現(xiàn)代鋼結(jié)構(gòu)建筑設(shè)計(jì)原理淺析 學(xué)習(xí)中心： 慈溪奧鵬 層次： 專升本 專業(yè)： 土木工程 入學(xué)批次： 0803 學(xué)院學(xué)號： 081090303005 學(xué)生姓名： 胡斌冰 指導(dǎo)教師： 侯東序 完成日期： 2010年3月8日 內(nèi)容摘要現(xiàn)代建筑設(shè)計(jì)中，公共建筑和標(biāo)志性建筑采用鋼結(jié)構(gòu)的越來越多。建筑自人類產(chǎn)生以來都是人們生活的重要組成部分，隨著科技的發(fā)展新型材料的運(yùn)用越來越廣泛，鋼材是其中普遍采用的一種。而以鋼結(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，鋼結(jié)構(gòu)建筑通常由型鋼、鋼管、鋼板等制成的鋼梁、鋼柱、鋼桁架等構(gòu)件組成，有的還用鋼鉸線、鋼絲繩組成，其連接方式采用焊縫

2、、螺栓或鉚釘連接，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值。本文闡述了鋼結(jié)構(gòu)建筑所具有的優(yōu)越性，探討了我國現(xiàn)階段大力開發(fā)推廣鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)的可行性，并從建筑設(shè)計(jì)與表現(xiàn)的角度研究了鋼結(jié)構(gòu)建筑的特征。關(guān)鍵詞：鋼結(jié)構(gòu)；優(yōu)越性；特征；設(shè)計(jì)開發(fā)目 錄1 緒 論11.1鋼結(jié)構(gòu)建筑的發(fā)展歷史11.2鋼結(jié)構(gòu)建筑在我國的發(fā)展前景11.2.1物質(zhì)基礎(chǔ)11.2.2技術(shù)政策21.2.3市場需求22 鋼結(jié)構(gòu)的優(yōu)越性32.1 材料性能優(yōu)越32.2 制造周期短 、施工速度快32.3 符合可持續(xù)發(fā)展政策32.4 造型美觀、可塑性強(qiáng)43 現(xiàn)代鋼結(jié)構(gòu)的建筑特點(diǎn)53.1空間特征63.2形態(tài)特征63.3與結(jié)構(gòu)、設(shè)備密切結(jié)合的特征

3、63.4 預(yù)工程化程度高，建設(shè)成本降低，工期縮短73.5 建筑與結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)與功能一體化,使建筑更富有功能化73.6 鋼結(jié)構(gòu)建筑能夠滿足超高度和超跨度的要求83.7 原材料可以循環(huán)使用，有助于環(huán)保和可持續(xù)發(fā)展84 鋼結(jié)構(gòu)建筑設(shè)計(jì)與技術(shù)表現(xiàn)104.1鋼結(jié)構(gòu)建筑設(shè)計(jì)的技術(shù)表現(xiàn)104.2鋼結(jié)構(gòu)建筑細(xì)部設(shè)計(jì)有較高要求114.3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115 現(xiàn)代鋼結(jié)構(gòu)中建筑設(shè)計(jì)所面臨的問題125.1鋼結(jié)構(gòu)中建筑設(shè)計(jì)的防火問題125.2鋼結(jié)構(gòu)中建筑設(shè)計(jì)的防腐問題125.3鋼結(jié)構(gòu)中建筑物理問題135.3.1保溫135.3.2吸音145.3.3隔音14結(jié) 論16參考文獻(xiàn)171 緒 論1.1鋼

4、結(jié)構(gòu)建筑的發(fā)展歷史世界建筑發(fā)展的軌跡進(jìn)入了21世紀(jì)，我們注意到了這樣一個變化鋼結(jié)構(gòu)建筑正在建筑領(lǐng)域扮演著越來越重要的角色，“石頭寫成的歷史”已成為過去，而鋼結(jié)構(gòu)被人們越來越多地用來記錄時代的文明和成就，承載社會生活的內(nèi)涵。近年來國際上廣受贊譽(yù)的優(yōu)秀作品中，鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)被大量地運(yùn)用，建筑師們顯示出了駕馭鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)令人贊嘆的嫻熟技藝，表現(xiàn)出鋼結(jié)構(gòu)建筑一股強(qiáng)勁的發(fā)展勢頭。最早在建造房屋中使用鋼結(jié)構(gòu)的國家可以追溯到十八世紀(jì)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(jié)構(gòu)的獨(dú)戶住宅，從此鋼結(jié)構(gòu)建筑徹底改變了以往建筑造型的模式，建筑設(shè)計(jì)的理念與方法亦隨之嬗變。1.2鋼結(jié)構(gòu)建筑在我

5、國的發(fā)展前景根據(jù)我國現(xiàn)階段情況，大力推廣鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)、發(fā)展鋼結(jié)構(gòu)建筑將是大勢所趨，面臨著極好的歷史機(jī)遇：1.2.1物質(zhì)基礎(chǔ)改革開放以來，我國的鋼鐵工業(yè)持續(xù)發(fā)展，鋼產(chǎn)量到1999年已達(dá)到1.3億噸，成為世界第一鋼鐵大國，發(fā)達(dá)國家的建筑用鋼量為鋼產(chǎn)量的45一55，而我國建筑用鋼量僅占鋼總產(chǎn)量的20左右，如按此比例推算，則我國有4000萬噸左右的發(fā)展空間，因此已具備了推廣應(yīng)用鋼結(jié)構(gòu)堅(jiān)實(shí)的物質(zhì)基礎(chǔ)。1.2.2技術(shù)政策長期以來由于我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展起步較晚，造成我國建筑界形成了“只要能用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，不用鋼結(jié)構(gòu)”的觀念。如今，政府已開始高度重視鋼結(jié)構(gòu)建筑的發(fā)展，在1998年把鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)列為重點(diǎn)推廣的新技術(shù)，1

6、999年建設(shè)部、國家冶金工業(yè)局聯(lián)臺成立了建筑用鋼技術(shù)協(xié)調(diào)組，協(xié)調(diào)國家的相關(guān)部門在建筑用鋼的生產(chǎn)和推廣應(yīng)用方面的工作，大力推動鋼結(jié)構(gòu)的發(fā)展。這說明鋼結(jié)構(gòu)在我國已具備了非常好的發(fā)展大環(huán)境。1.2.3市場需求隨著國外的鋼結(jié)構(gòu)新技術(shù)、新產(chǎn)品不斷地被引進(jìn)和應(yīng)用，人們對鋼結(jié)構(gòu)舊的觀念逐漸轉(zhuǎn)化目前經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)地區(qū)新建工業(yè)廠房已基本采用鋼結(jié)構(gòu)取代鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，成熟的鋼結(jié)構(gòu)建筑作品不斷出現(xiàn)，會增強(qiáng)投資者和建設(shè)者的信心，把鋼結(jié)構(gòu)作為一種認(rèn)真考慮的選擇、大膽地進(jìn)行嘗試。鋼結(jié)構(gòu)的市場需求將越來越大。輕鋼結(jié)構(gòu)住宅體系產(chǎn)業(yè)化極具潛力，在使用功能、設(shè)計(jì)、施工及綜合經(jīng)濟(jì)方面具有優(yōu)勢，是今后推廣應(yīng)用鋼結(jié)構(gòu)的一個重要領(lǐng)域。鋼結(jié)構(gòu)建

7、筑是建筑領(lǐng)域中較先進(jìn)的建筑技術(shù)，代表著先進(jìn)的生產(chǎn)力，因此應(yīng)堅(jiān)定不移地加以提倡、推廣。2 鋼結(jié)構(gòu)的優(yōu)越性2.1材料性能優(yōu)越鋼結(jié)構(gòu)輕質(zhì)高強(qiáng)、力學(xué)性能良好、承受動荷載的能力強(qiáng)、抗震性能優(yōu)越等特性，使之得以在建筑領(lǐng)域充分地發(fā)揮，符合高層、大跨建筑的結(jié)構(gòu)要求。據(jù)研究，人類已具有建造高度超過1000m最高至4000m的超高層建筑與跨度超過1000m的超大型穹頂?shù)哪芰?。因此，鋼結(jié)構(gòu)率先廣泛應(yīng)用于高層建筑、大跨度公共建筑和工業(yè)廠房等類型，并逐步向更廣的領(lǐng)域擴(kuò)展，包括輕鋼結(jié)構(gòu)住宅的研究推廣。2.2 制造周期短 、施工速度快 鋼結(jié)構(gòu)大部分構(gòu)件在工廠生產(chǎn)，運(yùn)往現(xiàn)場通過焊接或螺栓進(jìn)行整體組裝，可全天候作業(yè)。同時，由于

8、鋼結(jié)構(gòu)本身可作為勁性結(jié)構(gòu)承擔(dān)結(jié)構(gòu)荷載和施工菏載，施工時不必支橫、拆模 ，由此降低成本 ，大大加快施工速度。2.3 符合可持續(xù)發(fā)展政策 鋼結(jié)構(gòu)是一項(xiàng)綠色環(huán)保建筑產(chǎn)業(yè)，相對于砼結(jié)構(gòu)和混凝土結(jié)構(gòu)而言，鋼結(jié)構(gòu)對資源、能源的利用相對合理，對環(huán)境破壞相對較少，是解決環(huán)境問題的突破口：1）鋼材是一種高強(qiáng)、高效能的材料，具有很高的再循環(huán)價值，邊角料也可回收利用，對同樣規(guī)模的建筑物，鋼結(jié)構(gòu)建造過程中有害氣體排放量只相當(dāng)于混凝土結(jié)構(gòu)的65。 2）工廠化生產(chǎn)，現(xiàn)場施工周期短，最大限度地減少了施工工地對環(huán)境的影響，鋼結(jié)構(gòu)工程一半以上是工藝是工廠加工制作，現(xiàn)場工期可以縮短50以上，同時工地很少使用砂、石、土和水泥等散料

9、，又無須鋼木模板，從根本上避免了塵土飛揚(yáng)、染環(huán)境、廢物堆積和噪聲等問題。3）鋼結(jié)構(gòu)體系可以帶動其它“節(jié)能環(huán)?！毙徒ㄖ牧系耐茝V應(yīng)用。鋼結(jié)構(gòu)休系由于連接的靈活性，各種輕質(zhì)高強(qiáng)高效墻體材料都可以采用，并將節(jié)能、防水、隔熱、門窗等先進(jìn)的成品集合在一起 ，實(shí)現(xiàn)墻體改革和綜合成套應(yīng)用。2.4 造型美觀、可塑性強(qiáng) 相當(dāng)于其它形式而言，鋼結(jié)構(gòu)建筑可以極大程度地超越結(jié)構(gòu)的束縛，創(chuàng)造多種形式的空問和形象，產(chǎn)生輕盈、靈巧、通透的效果。另外，斜線、曲線在鋼結(jié)構(gòu)建筑中作為一種常見的造型手段創(chuàng)造出許多新奇、優(yōu)美的建筑形象。其強(qiáng)大的造型潛力是磚混結(jié)構(gòu)形式建筑所難以企及的。3 現(xiàn)代鋼結(jié)構(gòu)的建筑特點(diǎn)目前，制約我國鋼結(jié)構(gòu)發(fā)展和

10、推廣應(yīng)用的最大問題是設(shè)計(jì)力量薄弱。這里不僅是結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工程師對鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不熟悉，國內(nèi)建筑師對于鋼結(jié)構(gòu)也缺乏應(yīng)有的了解。這樣在方案的初設(shè)計(jì)階段往往便把鋼結(jié)構(gòu)排除在外，習(xí)慣性地選擇自己所熟悉的磚混或混凝土結(jié)構(gòu)思路上這樣便失去了通過結(jié)構(gòu)方案的變化尋求創(chuàng)新的可能。另外在采用鋼結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)中，常存在節(jié)點(diǎn)構(gòu)造粗糙與磚混結(jié)構(gòu)部分銜接不好、外立面交接處理生硬等問題，歸其原因，就是對鋼結(jié)構(gòu)建筑設(shè)計(jì)缺乏學(xué)習(xí)和訓(xùn)練對鋼結(jié)構(gòu)建筑的設(shè)計(jì)特點(diǎn)研究不夠。筆者認(rèn)為，鋼結(jié)構(gòu)建筑設(shè)計(jì)有其不同于混凝土結(jié)構(gòu)的特征，應(yīng)作大量性的研究工作?？蓮匿摻Y(jié)構(gòu)建筑以下幾個方面的特征人手：3.1空間特征(1)空間形態(tài)多樣化：鋼結(jié)構(gòu)建筑可充分利用其結(jié)構(gòu)靈

11、活性和表現(xiàn)力，創(chuàng)造出多種形式的空間形態(tài)，它可以引入斜面、曲面等變化的形式，組合出各種新奇、有趣、富有戲劇性的空間，從而打破了單純的矩形空間組合。如多倫多湯姆遜音樂廳。(2)線性構(gòu)件，界面通透：鋼結(jié)構(gòu)靠桿件傳力，構(gòu)件多呈線性且由于鋼材的高強(qiáng)高效特性，結(jié)構(gòu)構(gòu)件小，且通透性好，所以設(shè)計(jì)中有屋面采光時常采用鋼結(jié)構(gòu)形式作為頂界面，以使頂部開敞明亮，盡量多地引入天光，側(cè)界面采用鋼結(jié)構(gòu)也多開敞通透的手法處理。(3)巨型空間，二次劃分：鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)筑出大跨度的巨型空問，然后再次進(jìn)行立體劃分，形成靈活的空間體系，開合自如虛實(shí)結(jié)合，層次感強(qiáng)，這是當(dāng)前流行的一種大型公共建筑的空間布局模式，也有利于需要功能調(diào)整時的改建工

12、程。3.2形態(tài)特征(I)與混凝土結(jié)構(gòu)和磚混結(jié)構(gòu)的建筑造型有明顯差異，鋼結(jié)構(gòu)建筑表現(xiàn)的不是厚重、雄偉、強(qiáng)烈的實(shí)體感而常常是輕盈、舒展、精美的現(xiàn)代感。設(shè)計(jì)慣用曲線造型，頂面、側(cè)面沒有明確的分界線，體型生動流暢，這樣也有利于力的傳遞。因此，鋼結(jié)構(gòu)適合創(chuàng)造獨(dú)特、新穎的標(biāo)志性建筑形象。(2)鋼結(jié)構(gòu)建筑可采用多種技法和材料來表現(xiàn)如鋼結(jié)構(gòu)暴露在外，表現(xiàn)構(gòu)造節(jié)點(diǎn)的工藝性技術(shù)細(xì)節(jié)的“高技派”手法；應(yīng)用金屬復(fù)合板或塑鋁板表現(xiàn)光潔、精美的現(xiàn)代材料質(zhì)感；和通過外掛大面積透明與鍍膜玻璃表現(xiàn)建筑的輕盈通透的形象。(3)鋼結(jié)構(gòu)建筑一個重要的形象要素就是精細(xì)的節(jié)點(diǎn)構(gòu)造設(shè)計(jì)，結(jié)構(gòu)性節(jié)點(diǎn)在此經(jīng)過精心推敲，成為裝飾構(gòu)件，表現(xiàn)出現(xiàn)代

13、建筑的技術(shù)美、工藝美這其中包括建筑各部位的細(xì)節(jié)，如鋼架支座、鋼結(jié)構(gòu)與磚混結(jié)構(gòu)的結(jié)音部位、鋼柱的斷面形式、鋼架天窗構(gòu)造和金屬遮陽板等。3.3與結(jié)構(gòu)、設(shè)備密切結(jié)合的特征鋼結(jié)構(gòu)建筑形象取決于結(jié)構(gòu)形式與構(gòu)造節(jié)點(diǎn)等的精細(xì)加工工藝，這有賴于建筑師、結(jié)構(gòu)工程師和機(jī)械工程設(shè)計(jì)師的統(tǒng)一協(xié)作，有機(jī)結(jié)合。另外，鋼結(jié)構(gòu)建筑往往暴露設(shè)備，這些暴露的設(shè)備會成為建筑內(nèi)部、外部形象的組成部分、且設(shè)備管線與主體結(jié)構(gòu)及墻體穿插交接處都需要對其構(gòu)造進(jìn)行精細(xì)設(shè)計(jì)，這便要求建筑師同設(shè)備工程師密切協(xié)作。唯如此，鋼結(jié)構(gòu)建筑才能達(dá)到較高水準(zhǔn)。福斯特曾提出“設(shè)計(jì)開發(fā)”的概念，有豐富的含義，它包含了建筑師的獨(dú)特要求，專業(yè)工廠內(nèi)對構(gòu)件特定的工藝性

14、加工各專業(yè)的協(xié)同配合，對建筑全方位的開發(fā)設(shè)計(jì)?，F(xiàn)代工業(yè)文明和科技成果在這里得到充分地應(yīng)用，建筑學(xué)的內(nèi)涵太大豐富了。這即是對傳統(tǒng)建筑的觀念變革，又是傳統(tǒng)建筑學(xué)精髓的延續(xù)，正是靠著這種精神，世界建筑才得如今天這樣絢麗多彩。3.4 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)工程化，使不同材料、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。3.5 建筑與結(jié)構(gòu)

15、的設(shè)計(jì)與功能一體化,使建筑更富有功能化在鋼結(jié)構(gòu)建筑中，結(jié)構(gòu)成為形象構(gòu)成的重要因素，結(jié)構(gòu)的形體，構(gòu)件，節(jié)點(diǎn)從很大程度上導(dǎo)致并制約著建筑的形象。建筑與結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)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(shè)計(jì)環(huán)節(jié)進(jìn)行下去，創(chuàng)造出技術(shù)與藝術(shù)融為一體的鋼結(jié)構(gòu)建筑。北京2008年奧運(yùn)會國家體育場投標(biāo)方案中有許多方案都體現(xiàn)了鋼結(jié)構(gòu)建筑的這一特點(diǎn)。例如清華大學(xué)建筑設(shè)計(jì)院設(shè)計(jì)的可開合式方案，在體育場大屋面的中央設(shè)置兩個半圓型的玻璃頂面，同時相對旋轉(zhuǎn)、平行滑動完成大屋面的開合；又如中國建筑設(shè)計(jì)研究院場館方案外觀即為建筑的結(jié)構(gòu)，形象完美純凈，功能與結(jié)構(gòu)達(dá)到了完美的統(tǒng)一；還有日本朱式會設(shè)建筑事務(wù)所設(shè)計(jì)

16、的折疊式方案，屋頂由懸臂的鋼架結(jié)構(gòu)支承，可在30分鐘內(nèi)完成開閉的動作，確保全年比賽的及活動不受天氣影響。3.6 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。現(xiàn)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(jié)構(gòu)相結(jié)合形成索膜結(jié)構(gòu)體系更能滿足建筑對跨度的要求，使這類型建筑成為世界性的標(biāo)志建筑，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(jié)構(gòu)，面積

17、達(dá)28000平方米，英國政府為迎接21世紀(jì)而興建的標(biāo)志性建筑倫敦千年穹頂大型綜合性展覽建筑也是索膜結(jié)構(gòu)體系，其穹頂直徑達(dá)到320m。3.7 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，因?yàn)橹袊鞘澜缟献畲蟮拇u砌體建筑與混凝土建筑大國。鋼材是一種高強(qiáng)度高效能的材料，具有很高的再循環(huán)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(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。室外0攝氏度時，室內(nèi)仍可以保持17攝氏度以上；在室

18、外溫度達(dá)到30攝氏度的情況下，室內(nèi)溫度僅為21攝氏度左右。（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。4 鋼結(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，下面就分別從幾個方面來闡述這一點(diǎn)。4.1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)思是一個概念形象的

19、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?；仡櫣I(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)建筑對技術(shù)變革反應(yīng)的遲滯性，這從一個側(cè)面反映了建筑學(xué)在社會文化當(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)代方興未艾的信息革命正在廣泛地滲透并涉及社會活動的每個領(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，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

20、的技藝，以更高的工藝水平來設(shè)計(jì)和“制造”建筑。4.2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，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。4.3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

21、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。另外，鋼結(jié)構(gòu)建筑的專業(yè)化不但能提供豐富的設(shè)計(jì)知識而且能有效的整合設(shè)計(jì)資源和市場專家共同對建筑負(fù)責(zé)，使設(shè)計(jì)和業(yè)主的經(jīng)營意圖有效的結(jié)合起來，使項(xiàng)目獲利和減少風(fēng)險。5 現(xiàn)代鋼結(jié)構(gòu)中建筑設(shè)計(jì)所面臨的問題5.1鋼結(jié)構(gòu)中建筑設(shè)計(jì)的防火問題火災(zāi)是對鋼結(jié)構(gòu)建筑的最大危害，鋼材雖為非燃燒

22、材料，但鋼不耐火，溫度為400度時，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，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，一旦發(fā)生火災(zāi)，很容易使建筑損壞，比如美國世貿(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

23、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。5.2鋼結(jié)構(gòu)中建筑設(shè)計(jì)的防腐問題鋼材如果長時間暴露在室外受到風(fēng)雨等自然力的侵蝕，必然會生銹老化，其自身承載力會下降，建筑的美觀也會受影響。因此防腐問題也是鋼結(jié)構(gòu)建筑設(shè)計(jì)需要解決常見問題，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)

24、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)，中國將會生產(chǎn)出更優(yōu)秀的新型防腐涂料。5.3鋼結(jié)構(gòu)中建筑物理問題5.3.1保溫外部環(huán)境對建筑的熱輻射主要從兩個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

25、淡化，“遮蔽”與“阻隔”走向平衡。所以對建筑的保溫措施主要集中在外圍護(hù)結(jié)構(gòu)上，而目前對此解決辦法有兩種較為有效：1）研制、優(yōu)化保溫材料的構(gòu)造，提高建筑熱環(huán)境性能。例如在建筑物得內(nèi)外表面或者外層結(jié)構(gòu)的空氣層中，采用高效反射材料，可以將大部分的紅外射線反射回去，從而建筑物起到保溫和隔熱作用；此外還可運(yùn)用高效節(jié)能玻璃，硅氣凝膠，新型節(jié)能墻體材料，達(dá)到節(jié)能的目的。2）防止保溫材料凝結(jié)水外保溫和中間保溫作法。可防止保溫材料由于蒸汽的滲透積累而受潮。內(nèi)保溫作法則保溫材料有可能在冬季受潮，外保溫可避免主要承重結(jié)構(gòu)受到室外溫度的劇烈波動影響，從而提高其耐久性。外保溫作法對外表面的保護(hù)層要求較高內(nèi)保溫和中間層保

26、溫則由于外表面是由強(qiáng)度大的密實(shí)材料構(gòu)成，飾面層的處理比較簡單。5.3.2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幾乎同時到達(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)。1）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。2）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。5.3.3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