现代建筑钢结构设计分析

   【摘 要】高层建筑目前在我们的城市建设当中所占的比例是越来越大，而建筑结构设计方
面的变化也越来越多，很多新兴的结构设计方案以迅猛的速度呈现在我们的城市建设中。面
对这样的形势，我们把高层建筑的钢结构设计进行讨论研究。

 

　　【关键词】建筑设计钢结构设计生产施工高层

 

　　

1、现代钢结构的建筑特点 

　　

1.1 预工程化程度高，建设成本降低，工期缩短 

　　钢结构建筑模数协调统一标准实现了建筑工业化大规模生产，提高了建筑预工程化，
使不同材料、不同形状和不同制造方法的建筑构配件具有一定的通用性和互换性。同时钢结
构建筑的预工程化使材料加工和安装一体化，大大降低了建设成本；并且加快了施工速度
使工期能够缩短

40%以上，从而加快了房地产开发商的资金周转速度，使建筑能更早投入

使用。

 

　　

1.2 建筑与结构的设计与功能一体化，使建筑更富有功能化 

　　在钢结构建筑中，结构成为形象构成的重要因素，结构的形体，构件，节点从很大程
度上导致并制约着建筑的形象。建筑与结构的设计与功能只有做到一体化，才能使建筑更富
有功能化以便随后的各个设计环节进行下去，创造出技术与艺术融为一体的钢结构建筑。

 

　　

1.3 钢结构建筑能够满足超高度和超跨度的要求 

　　钢材组织均匀，接近于各向同性匀质体，强度高，弹性模量亦高。其密度与强度的比值
远小于砖石，混凝土，木材，在同样受力情况下钢结构自重小，从而可以做成跨度较大和
高度较高的结构以及灵活的结构形体。现在人类已具有建造跨度超过

1000 米的超大穹顶与

高度超过

1000 米最高至 4000 米的超高层建筑的能力。并且钢索与膜结构相结合形成索膜结

构体系更能满足建筑对跨度的要求，使这类型建筑成为标志性建筑，比如日本东京后乐园
棒球场屋盖是钢索与气承膜组成的索膜结构，面积达

28000 平方米，英国政府为迎接 21 世

纪而兴建的标志性建筑伦敦千年穹顶

�大型综合性展览建筑也是索膜结构体系，其穹顶直

径达到

320m。 

　　

1.4 原材料可以循环使用，有助于环保和可持续发展 

　　（

1）该类型住宅采用全封闭式保温隔热防潮系统，温度变化小，热损失低。不论冬夏，

都具有舒适当居住环境。室外

0 摄氏度时，室内仍可以保持 17 摄氏度以上；在室外温度达

到

30 摄氏度的情况下，室内温度仅为 21 摄氏度左右。（2）与砖混结构住宅相比，可节能

60%以上，冬夏季空调设备可节约耗电 30%以上，结构的废旧利用为 100%，与砖混结构比
较，同样楼层净高条件下，钢结构维护墙体面积小，节约空调所需能源，减小维护费用。

 

　　

2、钢结构工程设计原则 

　　

2.1 钢结构设计服务于钢结构的施工与使用，钢结构工程使用目的是为了创造效益。公

共建筑偏重于社会效益，工业建筑则偏重于经济效益。因此

“，钢结构经济性”是钢结构设计

的另一个重要方面。

“钢结构经济性”原则应从总体上加以分析，不能仅从某一方面孤立地去

考察。在很长一段时间内，钢结构设计以耗钢量为标准，即耗钢量低就是先进的设计、是好
的结构体系或形式，这在钢材匮乏的年代，节约钢材是一种重要的手段。然而，总体而言，
单纯以耗钢量为评价标准是不完全的，也不尽合理。对门式刚架轻型钢结构房屋，全面评价
结构体系的合理性应综合考虑用钢量、加工制作费、安装费、施工周期及基础费用等。因此，
钢结构设计时，必须对钢结构体系的经济性进行深入分析和全面的考察，只有综合效益最
佳的方案或钢结构体系才是合理的。评价结构体系的合理性，不仅要看耗钢量指标，还要看
总体造价，也要看工期的长短，建筑物的早日投入使用或投产可获得的使用效益。此外，钢
结构设计是要系统考察主要建筑材料的供应情况，及当地的制造与安装水平等，同时还应