常军政　魏根旺

（河南连兴建筑安装有限公司）

简析建筑工程钢结构施工设计要点

常军政魏根旺

（河南连兴建筑安装有限公司）

随着我国经济的不断发展，建筑工程施工也步入快速良性的发展道路。在现代建筑工程的施工设计中对钢结构建筑技术的运用越来越多，尤其是一些城市的地标性建筑和大型的公共建筑，对特钢结构设计的要求也越来越高。本文通过对钢结构建筑施工设计的特点以及技术层面和建筑设计与表现等方面进行了探讨。

现代建筑；钢结构；要点分析

1　钢结构建筑特点

（1）预工程化程度高，建设成本较低，工期也相对较短。钢结构建筑模数实施的是协调统一标准，这样既实现了建筑工业化的大规模生产，又提高了建筑预工程化。同时又使不同材料、形状及制造方法的建筑工程构配件具有通用性、互换性。钢结构建筑的预工程化也能使材料加工和安装一体化，能降低建设成本。加快施工速度，缩短工期，从而为房地产开发商资金周转加快速度，让建筑物尽早投入使用。

（2）建筑与结构设计功能一体化，令建筑功能多样化。在钢结构建筑施工中，结构构成是重要因素。结构的形体，构件，节点从很大程度上对建筑的形象是一种制约。只有建筑与结构的设计和功能的设计融为一体，才能使建筑更富艺术性。

（3）钢结构建筑能适应超高、超跨度的需要。由于钢材强度高，弹性模量更高，其重力又远小于砖石，混凝土，木材，可以运用于跨度大和高度高的结构及灵活结构形式。目前人类已掌握了建造跨度超过1000m的超大穹顶与高度超过1000m最高至4000m的超高层建筑的能力，这类建筑大多都是标志性建筑。

（4）钢结构节能与环保。我国是世界上最大的砖砌体建筑和混凝土建筑大国，因此钢结构发展在资源、能源都严重短缺情况下更具重要意义。钢材具有高强度、高效能，它有很高的循环再利用价值。此外它还具有节能性，首先，钢结构住宅采用的是全封闭保温隔热防潮系统，温差小，热损低；其次，和砖混结构相比较，钢结构维护墙体面积较小，能节约空调所需要的能源，减少维护成本。

2　钢结构建筑的设计及技术

（1）钢结构设计技术。建筑形象的设计是一个概念形象的过程，在建筑设计领域中广为关注。目前信息革命化仍然被广泛渗透、涉及到社会活动的各种领域，现代科学思维也被融入到建筑设计者的作品中。新项目规划，建筑景观设计等都发生了很大的变化，建筑设计宗旨从单纯追求美，转变为追求问题的合理解决途径，改变了人类以前对建筑物的认识和设计。

（2）钢结构建筑对细部设计的要求比较高。工程建筑设计越复杂对精致程度的要求就越高，同时对细部设计要求也高，因为细部设计决定着最终质量。在目前的钢结构建筑物中，金属结构杆件及连接金属杆件的节点细部，一般都是暴露在外面，使建筑带有强烈的科技感。因而，在设计钢结构建筑细部时，保证高要求很重要。目前，在钢结构建筑设计中已经应受到行业人士的重视。

（3）钢结构建筑与策划。由于钢结构建筑设计也具有建筑设计的一般属性，所以建筑师不能随心所欲的进行设计。业主设计任务书对建筑师平面及设计构思的作用很大。在设计过程包含了持续信息和知识交流的整合。此外，钢结构建筑专业化能丰富设计知识、有效整合设计资源、促使市场专家对建筑质量肩负起共同的责任，能让设计和业主的经营意图有效结合起来，使投资项目获利和减少风险。

3　钢结构中建筑设计中常见问题

（1）防火问题。由于钢材的耐火性差，火灾是钢结构建筑最大的公敌。钢材本身为非燃烧材料，但是它不耐火，当温度达到400℃时，其屈服强度降至室温下强度的一半，温度达到600℃时钢材基本全部丧失强度、刚度。采用无防火保护措施的钢结构建筑物，发生火灾时，很容易使建筑损坏。比如美国世贸中心大楼的“9.11”事件，就是个惨痛的教训。从火灾案例中我们发现两类常见现象：①防火保护钢结构在火灾中达不到规定的耐火时间而被破坏；②防火保护钢结构在火灾发生时超过预期的耐火时限但没有遭破坏。在建筑构造防火问题中，一般钢筋混凝土结构比较容易解决，但是钢结构建筑必考虑更多因素。钢结构建筑通常可采取以下两种常用防火措施：①采用新型的防火板（即保全板）。②根据钢结构部位的不同分别使用厚型或薄型防火涂料，不管采用什么材料一定要在露明部位涂刷装饰漆。

（2）防腐问题。由于钢结构的建筑钢材会长时间暴露在外，必然会受到风雨等自然的侵蚀，进而产生生锈老化，使其自身承载力慢慢下降，最终建筑物的美观也会受到影响。防腐问题是钢结构建筑设计中亟待解决的问题。现阶段常见的做法主要是采用新型防腐钢材料和新型构造材料。在建筑工程设计中，当设计人员遇到钢结构建筑时对必须对所设计的建筑做出防腐处理。如涂抹防锈涂料。防火涂料属于油漆类涂料，一般施工方法是先刷红丹防锈底漆两度后再刷钢结构面漆两度（面漆颜色由甲方定）。钢结构建筑对钢结构构件施工有特别的要求，构件出厂前必须涂刷红丹防锈底漆一道，钢结构安装调整好后，必须将其清洗干净后再刷一层底漆，两层面漆。

（3）钢结构中建筑物理问题。

①保温外部环境对住宅建筑的热辐射主要是从两个方面产生的热环境：a.透过窗户进入室内被室内表面吸收，产生加热效果。b.被建筑外墙围护结构的表面吸收，其中部分热量通过围护结构热传导逐步进入到室内。目前解决的办法有两种：a.研制出优化保温材料，提高建筑物热环境的性能。如使用高效反射性材料，能将大部分红外线返射回去，从而随着建筑物起到保温、隔热的作用；b.使用高效节能玻璃、硅气凝胶、新型节能墙体材料，这样既能达到节能目的，又能起到保温隔热的作用。需要注意的是：防止保温材料产生的凝结水。外保温、中间保温能预防保温材料受蒸汽渗透积累遇到的潮湿。内保温施工法容易让保温材料在冬季受潮，外保温能避免主要承重结构受到的室外温度的剧烈波动的影响，能提高耐久性。

②吸音。常见的建筑大厅，特别是音乐厅中顶棚上设置的反射板增加的反射声音几乎能同时到达听众耳边，但是也缺少了侧向反射带来的围绕感。在此类建筑设计中，要综合考虑到材料和技术的运用，其中包括吸声性能、及装饰性、强度、防火、吸湿、加工等方面。目前被广泛应用在音质设计中，噪声控制技术的解决方式一般是增加吸声材料、吸声结构。a.吸声材料的本身就具有吸声的特性。如玻璃棉、岩棉等，纤维、多孔材料有良好的吸声性，受空气粘滞阻力、空气分子、孔隙壁的摩擦，使声能转化成摩擦热能后产生吸声效果。b.吸声结构。材料本身可能不具吸声特性，但在材料制成的过程中会使某种结构产生吸声，如穿孔石膏板吊顶。

③隔音噪声对于建筑来说是密不可分，噪声防治与治理已成为建筑界必须采取的重要措施之一。噪声规划，噪声控制理论正逐渐引起建筑界人士的关注。一般隔声间外墙使用的都是隔声性能较好材料及结构。像砖和混凝土及纸面石膏板墙等。监测使用隔声窗，进出部分使用隔声门、吸声迷道等方式。

4　结论

通过以上分析，不难得出几点结论，首先在钢结构建筑设计中应该根据不同建筑条件的不同有所侧重。其次，钢结构建筑科技含量高，结构本身就是建筑的表现，钢结构表现和工艺不仅是再现形象构思的必经手段，还会对建筑形象产生极大地影响。再者，科学技术的进步，审美观的改变必然使得钢结构建筑不断地去扩大自身寻求更高更快的发展。在不久的将来一定能把我国的钢结构建筑施工技术发展到国际的前列。为国家卫世界创造出更多的技术和艺术有机融合的钢结构精品建筑。

[1]邓向飞.谈钢结构建筑及技术构思与表现[J].中华民居：学术刊，2010，09.

[2]张庆风，张小玲.钢结构住宅设计和施工技术[M].北京：中国建筑工业出版社，2009.

TU391

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1673-0038（2015）12-0064-02

2015-3-8