1、高层建筑中的钢结构设计探析 张智韬 哈尔滨铁道职业技术学院 摘 要： 现如今, 由于钢结构材料的独特优势, 成为建筑行业中最受欢迎的材料。文章针对钢结构材料在高层建筑中应用的优点, 分析现阶段我国钢结构材料设计的难题, 并提出相应的改进措施。关键词： 高层建筑; 钢结构; 设计; 作者简介：张智韬 (1980-) , 男, 黑龙江哈尔滨人, 硕士, 副教授, 研究方向:土木建筑工程。1 钢结构在高层建筑中应用的优点1.1 安全性相比于其他建筑材料, 钢结构材料更加具有安全性和较强的受力能力, 不易倒塌, 从而使建筑物更加稳固。在自然灾难来临时, 可以最大程度的抵御, 提高居民的居住安全感。1.
2、2 空间的有效利用随着社会经济的迅速发展, 人们生活水平的逐步提高, 居民对居住房屋的要求也越来越高, 这就需要在不影响房屋安全性的前提下, 对建筑空间进行合理分配布局, 提高居民的生活质量。在建筑过程中, 钢结构材料能够使建筑空间的布局更加趋于完善, 有效利用建筑空间, 很大程度上解决我国建筑空间利用率低的难题, 扩大了居民的生活空间, 对社会的发展进步有一定的促进作用。1.3 周期较短钢结构材料较为轻盈, 在建筑过程中方便运输和组装, 减少了人力物力的投入, 使得建筑过程更加快捷方便。在缩短建筑周期的同时, 也降低了建筑成本, 实现居民和建筑商人之间互利共赢。钢结构相比于其他建筑材料较为耐
3、用, 应用时间更长, 可以有效的抵御大自然所带来的灾害。且钢结构在应用过程中更加环保, 不会对居民身体造成伤害, 更加安全可靠。例如, 在建筑施工过程中, 使用钢结构可以减少建筑施工现场的灰尘和建筑垃圾物的产生, 提高建筑工人的工作效率, 缩短建筑周期。使用钢结构还可以减少建筑商的成本, 增加建筑公司的利润值。钢结构材料的使用不仅缩减了建筑周期, 还在很大程度上对环境的保护作出一定的贡献。2 钢结构建筑在设计上遵循的原则2.1 经济性原则由于钢结构材料的节省性, 使其在现代建筑中使用较为广泛。钢结构材料在建筑过程中, 可以极大程度上的节省建筑成本, 提高建筑工程的整体效益, 为国家建设发展提供
4、了有利条件。因此, 根据钢结构的经济性原则, 切合实际, 全方位的对钢架构设计进行分析, 设计出最适合钢结构材料的方案。通过对钢结构材料的设计分析, 合理运用我国建筑资源, 有效解决现阶段我国钢结构材料设计的难题。2.2 适用性原则在建筑施工过程中, 不能单一的应用钢结构材料进行楼房建设, 要把钢结构材料与其他建筑材料结合在一起, 实现建筑工程材料应用效率的最大化。钢结构材料具有如下缺点: (1) 钢结构在面对突发的自然灾害时承受力不行; (2) 钢结构在受力过重时不易变形, 会直接使整个建筑物坍塌。由此可见, 不能单纯的应用钢结构材料, 要结合多种建筑材料, 合理的分配这些材料, 使建筑结构
5、体系更加均衡, 提高建筑物的安全性。钢结构材料的适用性原则, 要求我们合理的选择建筑材料, 充分考虑到建筑物以后的具体应用, 提高建筑材料的应用效率, 也在一定程度上保护了自然环境。因此, 在建筑材料选取时, 要注意其合理性与经济性, 针对不同的建筑采取不同的建筑材料。3 设计钢结构材料过程中遇到的问题3.1 缺乏新意的钢结构材料方案现阶段, 受到传统设计理念的影响, 建筑设计师的思维模式已成定式, 难以更改, 且设计师在设计过程中, 不能联系具体的实际情况。这些原因都使得设计师设计的方案陈旧, 不新颖, 难以吸引人们的眼球, 在一定程度上严重遏制了高层建筑的发展。3.2 设计方案与具体施工有
6、出入高层建筑在建设的过程, 一定会遇到一些突发事情, 这时候就需要钢结构材料设计方案不断进行的调整来应对。面对设计方案与具体施工情况的出入, 设计师需要严格的要求自己, 在建筑设计的过程中, 提前考虑到这些突发情况的发生, 并加以预防。3.3 安装钢结构材料的困难钢结构材料在安装和拆卸时需要起吊机, 应用起来比较麻烦, 钢结构材料在运输的过程中较为容易受损。另外, 相比起其他的建筑材料, 钢结构材料在抗震上的效果低, 在受到高等级地震时, 较容易发生垮塌, 对居民身体造成较大的伤害, 降低了居民的居住安全感。4 完善高层钢结构材料的设计4.1 培养钢结构材料设计的人才高校需要开设钢结构材料设计
7、的相关课程, 聘用相关的设计型人才作为教师, 全方位的培养钢结构材料设计方面的人才, 借以提高我国建筑材料设计的水平。钢结构材料设计是一门很注重实践的课程, 各个高校的教师应当明确其重要性, 并应针对性的建立实验机制, 把理论知识与实践能力结合在一起, 构成基本单元, 完美的将理论知识、教学实践、案例演示结合在一起, 加强学生的创作热情, 提高学生的自主创新能力, 实现教学做一体化, 为社会输送高质量的钢结构材料设计方面的人才, 解决现阶段设计师设计方案缺乏新意的现象。4.2 细化设计方案钢结构材料在设计过程中, 设计师应提前考虑到施工现场突发的实际情况, 把设计方案细化整理。设计师在钢结构材
8、料设计过程中, 把整体的设计方案细化到条, 逐条的进行设计, 在每条设计之前都需要考虑到此时可能发生什么突发情况, 并加以改进应对, 这样在施工现场突发情况发生后, 设计师能够及时的发现问题出在哪里, 并调动相关人员进行处理, 把危险系数降到最低, 对建筑工人的安全提供了不同程度的保障, 为我国建筑工程事业奠定了一定的基础。4.3 合理减少钢结构材料在安装上损耗钢结构材料在堆放时, 需要设立多个支点, 避免其受到不同程度的损耗。在建筑施工过程中, 会大规模用到钢结构材料。因此, 在其运输过程中, 应事先空出一定的场地, 并设立多个支点, 确保钢结构材料不受到损伤。这样做既可以减少对钢结构材料的损伤, 还在一定程度上降低了建筑成本, 给建筑公司带来了经济利益。5 结束语钢结构材料在建筑过程中, 有优势也有劣势, 我们需要完善其优点, 消除缺点, 构建完善的教育体制, 培养优秀的钢结构设计师, 使其能够系统性的对钢结构材料进行设计, 有效缓解我国在建筑材料设计中的难题, 为我国钢结构材料设计奠定良好的基础。参考文献1王琰.高层建筑钢结构设计实例应用探讨J.住宅与房地产, 2016, (12) :56. 2甄庆华.广州某超高层建筑结构设计的关键性问题研究D.华南理工大学, 2012. 3赵娟.超长高层建筑结构温度问题研究D.郑州大学, 2002.
