王欣
（天津地铁资源投资有限公司，天津，300051）
【摘 要】城市建设不断深入，随着高层建筑在城市中的兴起，以往的钢筋混凝土不再是建筑工程中使用的唯一的建筑结构形式。钢结构的强度较高，能够承载较重的载荷，具有良好的抗震性能，制作安装比较迅速，在40层以上的建筑中使用钢结构优势十分明显。近年来，钢结构技术在高层建筑中的使用越来越多，本文主要探讨钢结构在现代建筑中的应用。
【关键词】钢结构；特点；建筑应用；存在问题
长期以来，我国的建筑结构主要是钢筋混凝土结构，钢筋混凝土结构的防火性能好、成本低、能够承受较重的载荷，坚固、耐久，在建筑工程中大范围的使用。但是，钢筋混凝土结构的自重比较大，混凝土容易出现裂缝，建筑施工费时费力，容易受到天气的影响，修补起来比较麻烦。随着国家制钢、炼钢技术的发展，钢结构渐渐出现在建筑施工之中，钢结构建筑的材料强度、韧性、塑性都比较好，相对于钢筋混凝土结构而言，自重明显比较轻，抗震性能好，在高层建筑中使用钢结构优势十分显著。2008年奥运会之后，钢结构在城市建筑中的需求量明显增加，广泛应用于铁路、桥梁等等的建筑施工当中，下文主要就钢结构建筑的特点、钢结构在现代建筑中的应用中存在的问题进行简单的探讨。
一、钢结构的特点
（一）钢材材质均匀
钢材的内部组织接近于各向同性，材质均匀，通过相关的研究计算之后可以发现，钢材受力时的状态与工程力学的计算结果比较吻合，是一种比较理想的弹性材料。
（二）钢材的塑性和韧性好
钢结构在承受较大的外力载荷时，钢材能够实现局部高峰应力的再分配，这就使得钢结构内部的应力变化比较平缓，不会因为应力突然增加而导致结构断裂。此外，钢材的塑性及韧性都比较好，能够适应较大的动力载荷，在地震时，通过结构的弹性变形及塑性变形能够吸收一部分的震动能量，可以有效的提高建筑建筑物的抗震性能。
（三）钢结构强度高、自重轻
钢结构柱的横截面积比混凝土结构柱的截面积小，也就意味着，钢结构建筑的有效使用面积有所增加。此外，钢结构建筑的自重比混凝土结构建筑的自重要轻很多，通过研究对比发现，楼层数量相同，高度相等的钢结构建筑的自重是混凝土结构建筑自重的1/ 2～ 3/ 5左右，自重较轻的建筑结构的自振周期比较低，这对于提高建筑物的抗震性能十分有帮助。众所周知，为了保证建筑物稳固、安全，避免因建筑物自重过大导致地基塌陷，工程建设之前往往需要根据施工现场的地质情况进行一定的桩基础施工建设，以加强建筑物抵御暴雨、地震等外力作用的能力，一定程度上减少建筑物坍塌、倾斜等不良现象出现的可能性，可以说桩基础施工对于保证建筑物的稳定性而言十分有帮助，桩基础施工尤其是软土地基的基础工程建设中，需要花费大量的人力物力对地基进行处理，以提高地基的载荷能力。建筑结构的自重较轻，对建筑地基的要求就比较低，施工单位在基础工程建设中的造价必然会降低。
（四） 钢结构的制造周期短、施工速度快
大部分的钢结构构件都已经在工厂制作完成，现场施工时只需要对其进行焊接组装即可。钢筋混凝土结构在施工时需要进行模板的安装拆卸工作，但钢结构建筑中，钢结构同时承担着结构载荷与施工载荷的作用，施工完成后不需要进行拆卸，可以有效的缩短施工周期，降低施工成本。
（五）钢结构造型美观, 可塑性强
钢材的塑性较强，相对于钢筋混凝土结构而言，在实际的建筑造型中创造出各种空间形象，我国拥有许多比较典型的钢结构建筑，比如，水立方、国家游泳中心、鸟巢、广州歌剧院等等，它们的造型新奇、优美，是其它建筑结构难以实现的。
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（六）钢结构建筑符合可持续发展政策
以往的砖混结构或混凝土框架建筑都会造成一定程度的扬尘污染，相对而言，钢建筑结构更加清洁，此外，钢材是一种可以循环使用的材料，钢结构建筑建设过程中，产生的废气、建筑垃圾等等比混凝土结构少许多，有效的降低了工程建设施工对于周围环境的污染。
二、现阶段钢结构在实际的应用中存在的问题
钢结构建筑的优势比较显著，已经被广泛的应用在各种现代建筑中，比如工业厂房、高层民用建筑、体育馆等大跨度场馆、电视塔等高耸构筑物以及烟囱、水塔等板壳结构中，但是，从目前钢结构在建筑中的应用来看，我国的钢结构应用中还存在着一些问题，制约了钢结构在建筑物中的推广使用，下文对这些问题进行简单的分析总结。
（一）钢结构设计力量薄弱
钢结构的设计水平决定了结构的稳定性、安全性以及外观的美观程度。这就要求设计团队拥有较高的专业水平、创造能力，对钢建筑结构设计中的各种问题比如抗震计算、电算程序、组合楼板计算、水平位移控制等等有充分的了解。但现阶段，除了上文中提到的鸟巢、水立方、广州歌剧院等典型的由政府组织建设的大型建筑外，其它的民建的钢结构建筑的设计水平明显不足。主要是因为，我国对于钢结构设计技术专业人才的培养不足，大多数设计单位的设计人员对于钢结构家长南湖的设计能力及设计经验都不足，实际的钢结构建设工程设计中，难以独立承担起工程设计任务，大多数设计人员在实际的工程设计中都是参考国外的设计经验来进行的，与我国的建筑实际情况有较大的偏差，设计技术与国家建筑规范要求也还有很大一段距离，为钢结构建筑的结构安全埋下了隐患，工程建设过程中容易因为设计问题导致影响正常的施工工作，设计力量薄弱严重影响了钢结构的推广使用。
（二）钢结构的制作、安装水平,水平有待提高
随着国家钢铁冶炼制作技术的不断发展，我国的钢结构加工安装的厂家不断增多，但是，大多数厂家的钢结构制作、安装水平有限，施工使用的设备比较的简单，技术人员的综合能力较弱，只能承接一些比较简单的、小型的结构工程，且施工效率比较低，想要真正推广钢结构建筑，必须提高钢结构制作、安装水平。近年来，钢结构技术的发展迅速，相关技术研究人员必须对一些常规的钢结构技术如空间钢结构技术、钢结构防护技术等等熟悉掌握，并能够与时俱进，密切关注新技术、新材料的研发使用，比如张弦穹顶结构、智能材料。相关单位在实际的工程实践中，不断的加强对单位技术人员的专业培训，培养一批拥有较高技术能力、专业素质的技术人才，以促进企业施工能力的提高。
（三） 钢材规格、质量有待提高
建筑物质量关系着民众的生命财产安全，钢材的质量、规格直接影响钢结构的安全、稳定，因此钢材的质量必须要能够满足建筑物施工标准要求。但是，当前我国市场上的普通钢材已经出现严重的供大于求的现象，但高规格的钢材明显不足，大多数质量较高的钢材的规格明显不齐全，难以满足市场需求。耐火钢、耐大气腐蚀钢等特殊钢材许多都还在试验研究阶段，这些因素都严重制约了钢结构在建筑工程中的应用与推广。
结束语
钢结构建筑的优点十分显著，目前已经广泛应用于高层建筑、工业厂房、大跨度结构等等建筑施工之中，但现阶段，我国的钢结构在实际的建筑应用中还存在着一些问题，为了更好的促进钢结构在建筑中的推广使用，必须提高钢材的质量，提升相关单位钢结构设计人员的设计水平以及钢结构的制作安装水平。
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论文作者:王欣
论文发表刊物:《工程建设标准化》2016年5月总第210期
论文发表时间:2016/7/15
标签：钢结构论文; 建筑论文; 钢材论文; 自重论文; 建筑物论文; 载荷论文; 混凝土结构论文; 《工程建设标准化》2016年5月总第210期论文;